Чертёж акустической колонки. Расчет кроссовера для акустики своими силами

Посвященном акустике помещения мы выяснили, что любая комната - своего рода резонатор, драматически влияющий на характер звучания системы. Теперь пришла пора поговорить непосредственно об источниках этого самого звучания, то есть об акустических системах.

Чтобы как следует разобраться в процессах, происходящих в ящике, на стенке которого смонтирован один или несколько динамиков, нужно вдумчиво прочитать пару-тройку книжек, в каждой из которых формул больше, чем во всем школьном курсе физики. Я забираться в такие дебри не буду, так что не стоит данный материал как исчерпывающий анализ или руководство по постройке аудиофильских колонок. Однако очень надеюсь, что он поможет начинающим меломанам (да и некоторым хроническим тоже) как следует сориентироваться в разнообразии акустических решений, каждое из которых его разработчики, разумеется, называют единственно правильным.

Некоторое время после изобретения в 1924 году электродинамического излучателя с коническим диффузором (окей, просто динамика), его деревянное обрамление исполняло в первую очередь декоративные и защитные функции. Оно и понятно - после долгих лет прослушивания пластинок через слюдяные мембраны и раструбы граммофонов, саунд нового устройства и безо всякой акустической доработки казался просто апофеозом благозвучия.

Однако технологии записи быстро совершенствовались и стало понятно, что более-менее правдоподобно воспроизвести слышимый диапазон динамиком, просто закрепленном на некой подставке, крайне проблематично. Дело в том, что предоставленная сама себе динамическая головка находится в состоянии акустического короткого замыкания. То есть волны от фронтальной и тыловой поверхностей диффузора, излучаемые, понятное дело, в противофазе, беспрепятственно накладываются друг на друга, что самым печальным образом отражается на эффективности работы, и в первую очередь на передаче басов.

Кстати, в процессе данного рассказа я буду чаще всего рассуждать именно о низких частотах, так как их воспроизведение - ключевой момент в работе любого корпуса АС. ВЧ-драйверы в силу малой длины излучаемых волн во взаимодействии с внутренним объемом колонки вообще не нуждаются, и чаще всего полностью от него изолированы.

Душа нараспашку

Самый простой способ отделить фронтальное излучения динамика от тылового - смонтировать его на щите как можно большего размера. Из этой простой идеи и родились, собственно, первые акустические системы, представлявшие собой ящик с открытой задней стенкой, поскольку для компактности края щита просто взяли, да и загнули под прямым углом. Однако в плане воспроизведения басов успехи подобных конструкций впечатляли не слишком. Помимо несовершенства корпуса проблема была еще и в очень небольшом по современным понятиям ходе подвески диффузоров. Чтобы хоть как-то выйти из положения, использовались динамики как можно большего размера, способные развивать приемлемое звуковое давление при небольшой амплитуде колебаний.

Несмотря на кажущуюся примитивность подобных конструкций, у них имелись и кое-какие достоинства, причем настолько специфические и интересные, что адепты открытых АС не перевелись до сих пор.

Начать с того, что отсутствие каких-либо препятствий на пути звуковых волн – лучший путь к повышению чувствительности. Момент этот особенно ценен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности однотактных или лишенных обратной связи. Бумажные диффузоры большого диаметра даже на мощности порядка четырех-пяти ватт способны создать довольно-таки внушительный, и при этом на удивление открытый и свободный саунд.

Что же касается тылового излучения, то чтобы не вносить искажений в прямой звук, оно должно приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс) - в таком случае его влияние ощущается как легкая реверберация, лишь добавляющая в саунд воздуха и расширяющая музыкальное пространство. Тонкость в том, что для создания этой самой «заметной задержки» колонки, разумеется, должны быть расположены на изрядном расстоянии от стен. К тому же большая площадь передней панели и внушительные размеры НЧ-драйверов соответствующим образом сказываются на общих габаритах АС. Одним словом, обладателей небольших и даже средних жилых комнат просьба не беспокоиться.

Кстати, частный случай открытых систем - акустика, построенная на электростатических излучателях. Только за счет почти невесомой диафрагмы большой площади, ко всем вышеописанным преимуществам, у электростатов добавляется способность филигранно передавать даже самые резкие динамические контрасты, а благодаря отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ, еще и завидная тембральная точность.

Открытое оформление

Плюсы: Высококлассные открытые колонки - отличный способ получить реальный кайф от прослушивания пуристских ламповых однотактников.

Минусы: Про жирные компрессионные басы лучше забыть сразу. Весь звуковой тракт должен быть подчинен идее открытой акустики, а сами колонки придется выбирать из крайне ограниченного числа предложений.

Запертый в ящике

С ростом мощности и улучшением параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики перестала быть главным камнем преткновения, а вот проблемы неравномерности АЧХ, и в особенности правильного воспроизведения басов, стали еще более актуальными.

Гигантский шаг к прогрессу в данном направлении сделал в 1954 году американский инженер Эдгар Вильчур. Он запатентовал акустическую систему закрытого типа, и это был отнюдь не трюк в стиле нынешних патентных троллей.

К тому моменту уже был изобретен фазоинвертор и, понятное дело, к ящику с дном динамик тоже примеряли неоднократно, только вот ничего хорошего из этого не получалось. Из-за упругости замкнутого объема воздуха приходилось или терять существенную часть энергии диффузора, или делать корпус непомерно большим, чтобы снизить градиент давления. Вильчур же решил обратить зло во благо. Он сильно понизил упругость подвеса, переложив таким образом контроль за движением диффузора на объем воздуха - пружину куда более линейную и стабильную, чем гофр или резиновое кольцо.

Так удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и поднять отдачу на низких частотах, но и ощутимо сгладить АЧХ на всем ее протяжении. Однако обнаружился и минорный момент. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы и резкому ухудшению воспроизведения частот ниже данного порога. Для борьбы с такой неприятностью пришлось увеличивать массу диффузора, что логичным образом привело к снижению чувствительности. Плюс поглощение внутри «черного ящика» чуть ли не половины акустической энергии, не могло не внести вклада в снижение звукового давления. Одним словом, новому типу колонок потребовались усилители довольно серьезной мощности. К счастью, на тот момент они уже существовали.

Сегодня закрытое оформление применяется по большей части в сабвуферах, особенно в тех, что претендуют на серьезное музыкальное исполнительство. Дело в том, что для домашних кинотеатров энергичная отработка самых низких басов часто оказывается важнее динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. А вот объединив относительно компактный закрытый саб с приличными сателлитами, можно добиться куда более правильного звука - пускай и не наполненного сверхглубокими басами, зато крайне быстрого, собранного и четкого. Всё вышесказанное можно отнести и на счет полнодиапазонных колонок, «закрытые» модели которых изредка появляются на рынке.

Закрытый ящик

Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне. Относительная компактность конструкции.

Минусы: Требуется достаточно мощный усилитель. Сверхглубоких басов на грани инфразвука добиться весьма затруднительно.

Дело - труба

Еще одним способом обуздания противофазного тылового излучения стал фазоинвертор, по-русски буквально «разворачиватель фазы». Чаще всего он представляет собой полую трубку, смонтированную на передней или задней поверхности корпуса. Принцип работы понятен из названия и незамысловат: раз избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, значит нужно синхронизировать его по фазе с фронтальными волнами и использовать на благо слушателей.

По сути труба с воздухом является самостоятельной колебательной системой, получающей импульс от движения воздуха внутри корпуса. Обладая совершенно определенной частотой резонанса, фазоинвертор работает тем эффективнее, чем ближе колебания диффузора к частоте его настройки. Звуковые волны более высоких частот сдвинуть с места воздух в трубе просто не успевают, а более низкие хотя и успевают, но чем они ниже, тем сильнее смещается фаза излучения фазоинвертора, и, соответственно, его эффективность. Когда поворот фазы достигает 180 градусов, тоннель начинает откровенно и весьма эффективно глушить звук басового драйвера. Именно этим объясняется очень крутое падение звукового давления АС ниже частоты настройки фазоинвертора - 24 дБ/окт.

У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный - 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще - достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.

Фазоинвертор

Плюсы: Энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при изрядной сложности расчета).

Минусы: В большинстве реализаций проигрывает закрытому ящику в скорости атаки и четкости артикуляции.

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Еще один плюс - с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы - к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Выход из лабиринта

Акустика, вооруженная фазоинверторами и пассивными излучателями, воспроизводит глубокие басы благодаря резонаторам, работающим при посредничестве воздуха внутри АС. Однако кто сказал, что объем колонки не может играть роль низкочастотного излучателя сам по себе? Конечно может, и соответствующая конструкция называется акустический лабиринт. По сути, она представляет собой волновод, протяженностью в половину или четверть длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы. Иными словами конструкция настраивается по нижней границе частотного диапазона АС. Конечно использовать волновод полной длины волны было бы еще эффективнее, но тогда для частоты, скажем, 30 Гц, его пришлось бы делать 11-метровым.

Чтобы в колонке разумных размеров уместить даже вдвое более компактную конструкцию, в корпусе устанавливают перегородки, формирующие максимально компактный изогнутый волновод, поперечным сечением примерно равным площади диффузора.

От фазоинвертора лабиринт отличается в первую очередь менее «резонансным» (то есть не акцентированным на определенной частоте) звучанием. Относительно низкая скорость и ламинарность движения воздуха в широком волноводе препятствует возникновению турбулентности, порождающей, как мы помним, нежелательные призвуки. Кроме того, в данном случае драйвер свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, ведь его тыловое излучение не встречает практически никаких препятствий.

Бытует мнение, что акустические лабиринты создают меньше проблем со стоячими волнами в комнате. Однако при малейших просчетах в разработке или изготовлении, стоячие волны могут возникнуть в самом волноводе, который, в отличие от фазоинвертора, имеет куда более сложную структуру резонансов.

Вообще надо сказать, что грамотный расчет и точная настройка акустического лабиринта - процессы весьма непростые и трудоемкие. Именно по этой причине данный тип корпуса встречается нечасто, и только в АС очень серьезного ценового уровня.

Акустический лабиринт

Плюсы: Не только хорошая отдача, но и высокая тональная точность басов.

Минусы: Нешуточные размеры, очень высокая сложность (читай - стоимость) создания правильно работающей конструкции.

Эй, на пароме!

Рупор - самый древний и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Выглядит круто, если не сказать эпатажно, звучит ярко, а временами… В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска такого звука давно стала мемом и в музыкальном, и в киношном мире.

Конечно от жестяной воронки с ручкой теперешняя акустика ушла очень далеко, но принцип работы все тот же - рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Таким образом, повышается его КПД, а заодно и формируется четкая направленность излучения. В отличие от всех описанных ранее конструкций, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Причина проста - его сечение увеличивается по экспоненте, и чем ниже воспроизводимая частота, тем большим должен быть размер выходного отверстия - уже на 60 Гц потребуется раструб диаметром 1,8 м. Понятно, что такие монструозные конструкции больше подходят для стадионных концертов, где их действительно периодически можно встретить.

Главный козырь адептов рупорного воспроизведения заключается в том, что акустическое усиление позволяет при заданной звуковой отдаче уменьшить ход мембраны, а значит, поднять чувствительность и улучшить музыкальное разрешение. Да-да, снова кивок обладателям ламповых однотактников. К тому же при грамотном расчете раструбы могут играть роль акустических фильтров, круто отсекая звук за пределами своей полосы и позволяя ограничиться самыми простыми, а потому вносящими минимальные искажения электрическими кросоверами, а иногда и вообще обойтись без них.

Скептики же не устают напоминать о характерной рупорной окраске, особенно заметной на вокале, и придающей ему характерную гнусавость. Побороть данную неприятность действительно нелегко, хотя судя по тому, как играют лучшие образцы High-End-рупоров, вполне реально.

Рупор

Плюсы: Высокий акустический КПД, а значит, отличная чувствительность и неплохое музыкальное разрешение системы.

Минусы: Характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры средне- и тем более низкочастотных конструкций.

Круги на воде

Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно - пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.

Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.

Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие...

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта - трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы...

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

Подготовлено по материалам журнала "Stereo & Video", июнь 2016 г.

К сожалению, не каждый из нас может позволить себе иметь качественную акустическую систему в доме. Сейчас даже самый дешевый вариант будет стоить не менее 10 тысяч рублей. Однако не покупать же некачественные колонки, издающие пищащий звук? Если вы так горите желанием иметь в доме свою можете сделать ее собственноручно.

Тем более что все подходящее детали и элементы можно приобрести практически в любом месте, и стоимость их уж никак не будет составлять 10 тысяч рублей. Как сделать своими руками? Об этом вы узнаете из нашей сегодняшней статьи.

Подготовка инструментов

Итак, в ходе работ нам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• шуруповерт;
• лист ДСП или МДФ (для изготовления корпуса акустической системы);
• маркер;
• электролобзик;
• блок питания ПК на 400 Вт;
• магнитола;
• болгарка;
• пара акустических динамиков;
• мебельные винты и саморезы;
• герметик (лучше всего использовать на основе силикона);
• вольтметр и клей.

Перед тем как собрать первым делом проверьте работоспособность магнитолы и выясните, можно ли ее запитать или нет. Также необходимо протестировать и динамики на качество звучания. После этого можно смело приступать к изготовлению корпуса и прочих элементов акустической системы.

Изготовление корпуса

В качестве стенок для колонки можно использовать обычный лист МДФ или ДСП. При этом недопустимо использовать фанеру, так как по своим характеристикам она очень гибкая и издает сильный резонанс. В ходе выполнения корпуса для акустической системы также учтите тот факт, то чем больше воздуха будет оставаться внутри ящика, тем мягче будут басы. Поэтому оставляйте как можно больше свободного места, однако все должно быть в меру (иначе такие колонки попросту невозможно будет транспортировать).

Полку разместите так, чтобы на колонки попадало максимальное количество воздуха. Дальше пометьте маркером места для распила. Теперь можно смело резать лист ДСП электролобзиком. Отметим также, что края обрезанных частей дерева следует тщательно выровнять. Для этого примените маленькую строительную болгарку. Учтите, что она может работать с несколькими дисками - по металлу и по дереву. Нам нужен последний вариант, так как при обработке подобных материалов режущий элемент первого типа попросту стирается и даже дымит. Специалисты рекомендуют использовать лепестковый круг.

Теперь дело осталось за малым. На корпусе обозначьте места для вкручивания мебельных саморезов и при помощи шуруповерта закрутите их до конца. В случае с винтами предварительно сделайте разметку под них и просверлите сквозные отверстия. Все, корпус для акустической системы успешно изготовлен.

Крепеж стенок

Следует сделать акцент на прочности крепежа стенок. Не стоит экономить на винтах и саморезах. Конструкция корпуса для динамиков должна быть максимально прочной и крепкой. Если количество винтов будет недостаточным, при сильной нагрузке стенки системы будут сильно дребезжать, тем самым лишь ухудшая качество звука.

Основательная сборка

Как дальше изготовляется трехполосная своими руками? После того как вы изготовили корпус (так называемый «моноблок»), можно приступать к основательной сборке конструкции. Здесь лучше всего применить аккумуляторный шуруповерт с 4-милиметровым шестигранником для закручивания винтов. Помните, что внутри колонки распределяется своя звуковая нагрузка от минимума до максимума - нижняя стенка, верхняя, передняя и боковая.

Как далее делается своими руками? На следующем этапе места соединений следует обработать силиконовым герметиком. Это необходимо для того, чтобы предотвратить проникновение лишних из корпуса наружу через щели. Таким образом, уровень воспроизведения музыки станет еще более качественным. Как далее делается акустическая система своими руками? После смазки всех щелей герметиком вам необходимо будет установить динамики и магнитолу. Последнюю лучше приобрести в собранном виде. Динамики вместе с магнитолой устанавливаются через проделанные отверстия в нижнюю стенку моноблока.

Когда все будет готово, финальный вид конструкции должен иметь следующий облик: на тыльной стороне моноблока размещен блок питания, по бокам два динамика (при этом каждый из них располагается в отдельной колонке) и посередине автомобильная магнитола. Изготовление акустических систем своими руками происходит в определенном порядке действий - сначала монтируется блок питания, а потом магнитола. Так вам будет гораздо удобнее прикручивать крепежные элементы. Но на данном этапе и ПК еще окончательно не собрана. Далее вам необходимо будет произвести усиление жесткости углов. Об этом мы расскажем вам в следующем разделе.

Как делается акустическая система своими руками? Усиление жесткости углов

Вся суть работы заключается в оклеивании определенных частей моноблока с последующей установкой на них квадратных или треугольных штапиков. В качестве клеящего средства не обязательно использовать «Момент». С этим делом вполне справится обычный «ПВА». Перед нанесением клея на поверхность материала убедитесь в том, что он находится в сухом состоянии, а его поверхность не имеет трещин и изгибов.

Что нужно сделать для того, чтобы заработал блок питания?

Для этого вам нужно будет поставить перемычку на широком, большом коннекторе (иными словами, замкнуть его). Здесь достаточно применить обычную канцелярскую скрепку. Ею соединяете два провода (зеленый с черным) и проверяете работоспособность устройства вольтметром.

Чтобы данные элементы обладали большей проводимостью, после установки контакта хорошенько пропаяйте их места соединения. Теперь засуньте корпус блока внутрь моноблока и прикрепите его саморезами. Все образовавшиеся щели также обработайте герметиком.

О звукопроницаемом материале

На следующем этапе акустическая система, своими руками сделанная, заполняется специальным звукопроницаемым материалом (здесь можно использовать обычный синтепон). Им нужно заполнить весь объем колонок.

При этом нельзя наносить его на диафрагму. Данный звукопроницаемый материал существенно уменьшает нагрузку на стенки системы и снижает скорость звуковых волн. Так, при воспроизведении мелодии конструкция колонки практически не будет вибрировать. Однако не стоит следовать принципу «чем больше, тем лучше». Если вы чрезмерно заполните колонку синтепоном, она может потерять басы, а соответственно, качество звука существенно ухудшится.

Вентилятор

Если ваша акустическая система для телевизора или компьютера рассчитана на большую мощность воспроизведения, подумайте о дополнительных элементах охлаждения.

Ведь при высокой нагрузке элементы колонок сильно нагреваются, что может вызвать их преждевременный выход из строя. А устанавливать вентилятор нужно таким образом, чтобы он дул изнутри наружу, то есть горячий воздух выводил на улицу (или комнату). Если тепло от магнитолы будет отведено, перегрев деталей системы будет исключен, и ваши колонки прослужат очень длительное время. На данном этапе вопрос, как делается трехполосная акустическая система своими руками, можно считать закрытым.

У меня имеется неплохой усилитель мощности. Задался я целью изготовить для него качественные акустические системы. Так как выходная мощность моего усилителя небольшая, мне понадобились высокочувствительные громкоговорители. У меня была пара рупорных громкоговорителей Fostex.

FE206En имеет номинальную чувствительность 96дб/1Вт/1м. Динамики имеют обратный рупор и при малой мощности они могут сделать «буги» очень громко! Бас от этих динамиков очень впечатляет. Настолько, что мне пришлось сделать пару аудио колонок с фазоинвертором.

Двойной Бас-Рефлекс (double bass-reflex). Подробное описание изготовления акустических систем с фазоинвертором

Двойной бас-рефлекс (double bass-reflex (DBR) акустической системы является вариацией стандартной бас-рефлекс (BR) и предназначен для достижения дальнейшего расширения низких частот. Усиление для басов достигается за счет использования дополнительной камеры в акустической системе. Другие преимущества динамика с двойным фазоинвертором по сравнению с обычной бас-рефлекс системы являются: уменьшение искажений. Использование дополнительной камеры в корпусе колонки также уменьшает вероятность возникновения резонансов.
Корпус колонки обычно заполняется толстым демпфирующим материалом — рыхлый синтетический или шерстяной заполнитель. Наполнитель используется для демпфирования отраженных волн и минимизации стоячих волн, а также отражений внутри корпуса громкоговорителя.

Размеры акустической системы

На фотографиях ниже показаны динамики Fostex FE206En . Чрезвычайно большой магнит громкоговорителя я покрыл алюминиевой фольгой для уменьшения отражения звука от задней части корпуса .

Более подробно: можете загрузить даташит — (Формат PDF 488kB).

Изготовление корпуса в картинках

Кто хоть раз попробовал сам сделать аудио-систему знает , что нужно больше знать , чем просто посмотреть схему и пользоваться паяльником . Необходимые навыки понадобятся от простого сверления отверстий до сложных плотницких работ . Как у меня получилось не судите строго 🙂

Когда корпуса были готовы осталось только зашлифовать мелкой наждачной бумагой перед нанесением слоя грунтовки. Наносим несколько слоёв с временным промежутком для высыхания. После двух часов высыхания наносим сверху чёрную атласную отделку.

Завершающий этап — сборка

Верхнюю часть колонки заполняем звукопоглощающим наполнителем . Нижнюю часть оставляем пустой .

В заключительный этапы сборки входит электрическое соединение проводами динамик — фильтр — разъём .

Схема простая: один дроссель и один резистор параллельно друг другу и последовательно с динамиком.

На рисунке ниже показаны типовые схемы фильтров колонки.

Если хотите Вы можете воспользоваться онлайн калькулятором для определения параметров дросселя и резистора, исходя из ширины колонки, дефлектора и характеристик динамика.

Использованы материалы сайта:diyaudioprojects.com

П О П У Л Я Р Н О Е:

Как отремонтировать стиральную машину самому?

Ранее мы рассматривали поломки стиральных машин в . Сегодня для всех, кто желает научиться ремонтировать стиральные машины собственноручно, продолжаем публикацию статей, где мы стараемся дать простые рекомендации по осуществлению ремонтов бытовой техники самостоятельно.

Расчет кроссовера для акустики75

Расчет кроссовера для акустики, как известно, очень важная операция. На свете не существует идеальных акустических систем, способных воспроизводить частотный диапазон полностью.
И тогда на помощь приходят отдельные участки спектра динамиков. К примеру, если надо воспроизводить НЧ, применяют сабвуфер, а чтобы воспроизвести ВЧ, устанавливают мидбасы.
Когда все эти динамики вместе взятые начинают играть, то может произойти путаница перед поступлением на тот или иной излучатель. По этой причине и необходим бывает активный или пассивный кроссовер для акустики.
В этой статье мы узнаем, для чего нужен расчет фильтра, рассмотрим пассивные кроссоверы, узнаем как они строятся на катушках индуктивности и конденсаторах.

Расчет кроссовера

Чтобы подключить 2-полосную(см.) или другую акустику с большим количеством полос к 1 каналу усилителя или ГУ, нужно некое отдельное устройство, разделяющее сигнал. При этом оно должно выделять для каждой полосы свои частоты. Именно такие устройства и называются фильтрами или кроссоверами.

Примечание. В комплекте с компонентной акустикой, как правило, уже идет пассивный кроссовер. Его готовил производитель и он рассчитан уже изначально.

Но что делать, если нужно разделить частоты по иной схеме (к примеру, если комплект акустики собран из отдельных компонентов)?
В этом случае речь идет о расчете кроссовера.Отметим сразу, что рассчитать кроссовер совершенно не сложно и даже можно самостоятельно изготовить его.

Ниже приводится инструкция о том, как рассчитать кроссовер:

• Скачиваем специальную программу. Это может быть Crossover Elements Calculator на компьютер;

• Вводим сопротивления низкочастотного и высокочастотного динамиков. Сопротивление – это номинальное значение сопротивления акустики, выражаемое в Ом. Как правило, средним значением является 4 Ом;
• Вводим частоту раздела кроссовера. Здесь полезно будет знать, что частоту надо вводить в Гц, но ни в коем случае не в кГц.

Примечание. Если кроссовер второго порядка, то надо еще ввести тип кроссовера.

• Получить ожидаемый результат можно, нажав на кнопку расчета.

Кроме того, надо знать следующее:

• Емкость конденсаторов, а вернее их значение вводится в Фарадах;
• Индуктивность рассчитывается в Генри (mH).

Схема расчета фильтра выглядит примерно так:

Фильтры разного порядка

Чтобы ясно понимать схему расчета кроссовера(см.), нужно понимать разницу между фильтрами разного порядка. Об этом и пойдет речь ниже.

Примечание. Существуют несколько порядков кроссовера. В данном случае порядок означает параметр кроссовера, который характеризует его способность ослаблять не нужные частотные сигналы.

Первый порядок

Схема 2-х полосного кроссовера этого порядка выглядит следующим образом:

По схеме видно, что ФНЧ или фильтр низких частот построен на катушке индуктивности, а фильтр высоких частот – на конденсаторе.

Примечание. Такой выбор компонентов не случаен, так как сопротивление катушки индуктивности повышается прямо пропорционально увеличению частоты. А вот что касается конденсатора, то здесь обратно пропорционально. Получается, что такая катушка отлично пропускает НЧ, а конденсатор отвечает за пропуск ВЧ. Все просто и оригинально.

Следует также знать, что кроссоверы первого порядка, а вернее их номинал, зависит от выбранной частоты разделения и величины сопротивления колонки. Проектируя ФНЧ, надо в первую очередь обратить внимание на частоту среза НЧ и СЧ динамиков(см.).
А вот проектируя ФВЧ, надо аналогичным образом поступить уже с ВЧ.

Пассивный кроссовер

Наиболее доступной на сегодня считается именно пассивная фильтрация, так как она сравнительно проста в реализации. С другой стороны, не все так просто.
Речь идет о следующих недостатках:

• Согласовать параметры и значение фильтров с характеристиками излучателей колонок очень сложная штука;
• В процессе эксплуатации может наблюдаться нестабильность параметров . К примеру, если повысится сопротивление звуковой катушки при нагреве. В связи с этим значительно ухудшится достигнутое в процессе разработки согласование;
• Фильтр, обладая внутренним сопротивлением, забирает некоторую часть выходной мощности усилителя. Одновременно с этим ухудшается демпфирование, а это сказывается на качестве звучания и четкости передачи нижнего регистра.

Как известно, на сегодняшний день самыми распространенными акустическими системами считаются 2-х компонентные варианты.
В них фильтр разделяет звуковой сигнал на два диапазона:

• Первый диапазон предназначается исключительно для низких и средних частот. В данном случае используется кроссовер для нижних частот или ФНЧ;
• Второй диапазон предназначен для ВЧ. Здесь уже используется другой фильтр ФВЧ.

Примечание. Вариантов реализации фильтра может быть несколько, но он все должно отвечать определенным канонам.

Ниже приводится список требований, которым обязательно должен соответствовать кроссовер:

• Фильтр не должен оказывать влияния на частотный спектр и волну выходящего аудиосигнала;
• Должен создавать для усилителя, независимую от частоты нагрузку активного характера;
• Должен суметь обеспечивать вместе с акустическими системами формирование диаграммы направленности. Это должно быть реализовано так, чтобы до слушателя доходило максимум излучения.

Из статьи мы узнали, как проводится расчет кроссовера акустических систем своими руками. В процессе работ будет полезно также изучить схемы, посмотреть видео обзор и фото – материалы.
Если научиться самостоятельно рассчитывать фильтр, платить за услуги специалистам не придется. Таким образом, цена операции сводится к минимуму, ведь надо только приложить немного терпения и уделить некоторое время изучению.

Сегодня я расскажу вам, дорогие дурковчане, как собственными руками сделать то, чего в магазине стоит больших денег. Т.е хорошую акустическую систему.Помнится как то выкладывал тут про S-30, и с того момента я начал делать подобную собственную АС с нуля.

Начну с того, что когда я нашёл на даче в сарае эту парочку С-30, то чуть не обомлел - мало того что они разные (одна s-30B, а другая S-30A) так ещё у одной разбит корпус. У второй не оказалась внутри фильтра, кто то его уже снял до меня. Делать рестайлинг не было смысла-они уж слишком различаются, да и как восстановить полусгнивший корпус я не знал. Да и зачем, когда можно заново сделать 2 одинаковых. НЧ динамики, ГДН-25, в идеальном состоянии, а вот пищалки лучше поставить новые. Чтож, начнём.
Часть первая.Колонки.

Над материалом долго не думал- были стенки от какого то совкового серванта(ЛДСП 16 мм), причём с дырками. Дырки забиваем шкантиками на пва. Далее пилим по размерам. Ах да, самое главное-размеры. Взял примерно такие же размеры как у оригинальной С-30, только форму чуть изменил. А вот фазоинвертер пришлось посчитать в SpeakerShop"е. Взял с запасом-50 мм. Корпус скручиваем саморезами, это пока примерка.

Разбираем, мажем клеем, собираем. Клеим штапики в углы для пущей прочности:






Теперь демпфенируем всё линолиумом, мохнатой стороной вовнутрь:






Собираем полностью.








Теперь, когда у нас всё работает и нигде не свистит, можно шпаклевать.




Ну а теперь самое муторное и пыльное-зашкуривание…


Спустя пару часов получается нечто ровное и бархатное. Можно обклеивать. Сначала хотел черную самоклейку под дерево, но в нашем, пардон, мухосранске её не оказалось.Но как же хорошо иметь друзей в других городах! Спустя месяц она у меня конечно будет, но пока придется оклеить тем, что есть. примерно Вот так:








Чтобы не возится со стилем передней панели, делаем чёрный акустический гриль. (Лучше делать его из акустической ткани, но если бюджет поджимает, можно обойтись женскими черными колготками, по виду не отличить.Самое главное спросить у своей девушки/подруги/мамы разрешения взять эти самые колготки.Порой они стоят во много раз дороже самой акустической ткани, так что аккуратнее;))










Получается не хуже купленных, мне кажется:




Пока делал усилок(об этом позже), мне привезли самоклейку.Радости моей не было предела!





А теперь самое главное-не экономьте на разъемах! я сначала купил китайские за 15 рублей, и очень разочаровался. Она на низких частотах издают очень неприятные звуки, что с ними не делай. Поэтому купил какие то фирменные, с позолоченными контактами. Поверьте, это очень сильно влияет на звук. Лишние 300 рублей того стоят.


теперь ставим ВЧ динамик. Купил автомобильные, нормальных не нашёл у нас, выковырил сами динамики из корпуса, посадил в выдолбленную выемку на шпаклёвку на основе пва.


Ну и самое главное-т.к. купола на НЧ динамиках пришлось убрать из за их дребезжания, сделал новые, со своими инициалами:)

Что и говорить, звучание получилось не хуже фирменных АС знаменитых аудиофильских трендов.

Часть вторая.Усилитель.
Колонки получились как и оригинал, по 30 ватт- 25вт НЧ и 5 вт Вч,(хотя по документам написано что эти пищалки по 60 ватт, но китайцам верить-себе дороже. По звуку не больше 5 вт) Сначала у меня был усилитель-собирал год назад из АТ блока питания и микрухи TDA1558Q. Но во-первых там всего 44 ватта, а во-вторых эта микруха басы вытягивает слабовато. Над выбором Микросхемы долго не думал- TDA 8560Q. Похожа на предшествующую, только выход до 80 вт,+ качество сигнала выше и искажений меньше. Сразу предупреждаю новичков- лучше на 8560 не собирать ничего, очень уж она капризная. Но если руки растут откуда надо, то получится чудесный усилитель.Пока собирал свой-спалил две штуки. А стоят они примерно по 150 рублей за штучку, коих денег мне жалко, поэтому хорошо отточил запас нецензурной лексики. Корпус будем делать из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.Удобный, лёгкий, и не проводит ток, где не надо. А так же является замечательными массой, экраном и антенной(если подключать телефон с радиоприёмником)


Размечаем, режем лобзиком, сверлим нужные отверстия:

Не удержался и примерил будущие разъёмы:)


Шкурим места пайки, лудим.


Паяльником прогреваем луженые места- и всё чудесно схватывается:




Теперь шпаклюем автошпаклёвкой все щели и стыки.Спустя сутки смело шкурим и полируем.






Примеряем начинку:




Всё работает, можно красить.Красим глянцевой черной краской, после чего шкурим дефекты.




А теперь главная изюминка-алюминиевые вставки. Пародия на дорогие усилители-подобие защитных стальных уголков.Вырезаем из 3мм листа люмини, сгибаем по форме передней панели, придаём шкуркой текстуру, и привинчиваем болтами-шестигранниками (именно болтами, это тоже часть дизайна). Выглядит Мило:


Снимаем всю бутафорию и вынимаем начинку. Красим нормально:




Получился вот такой небольшой замечательный корпус:

Теперь о начинке. Микруха Tda8560 на радиаторе от трехсотого селерона, трансформатор(которому лет 40, не меньше, но выдаёт около 15А и 12В), диодный мост примерно на 12А и 3 конденсатора: на 4700мкф,2200мкф и 0,47мкф подключенных параллельно. Два кондера на сигнальных входах микрухи, по 0,05мкф (тоже советские, намного лучше китайщины), и входной сдвоенный переменный резистор на 50кОм.Кулер(остался от копьютерного БП, сначала стоял именно он)2 и синих светодиода снизу.Вот и вся схема.






А чтобы 2-х килограммовый трансформатор не перекосил корпус, укрепляем его двумя уголками и стальной пластиной в основании, на которую всё собственно говоря и крепится.


Теперь делаем дно из того же текстолита и ножки из никелированной мебельной трубки:

Неплохо смотрится рядом с моим системником, такая же синяя подсветка(на фото к сожалению комп выключен):

Часть третья. Финал.

Вот всё собрано и и замечательно работает.Всего у меня ушло около трёх месяцев. И сразу скажу, что здесь только треть фотографий, на остальных то, что у меня шло не так, всё таки это у меня первый проект с такой точностью и такой качественной проработкой каждой мелочи.

P.S. Я учусь в 10 классе, и это по идее мой проект на региональную олимпиаду по технологии, на которой я кстати говоря занял первое место 3 дня назад.

Удачного моддинга! искренне ваш, Виктор Сарбаев.