Качество фот в основном ужасное, так как фотографировал на телефон (ну не имел я ни мыльницы ни зеркалки в то время).
Кому интересно добро пожаловать под кат. Там очень много фот.

Конструкция

Расчеты

Расчеты на потери полезного объема корпуса

«Пилите, Шура, пилите»

Боковые стенки


на заднем плане видно инструмент сверления, ох и заколебался я сверлить.

Боковая стенка с брусками для усиления и крепежа.

Пытаемся все собрать в единую конструкцию

Примерим фазоинвертор из канализационной трубы

Покроем стенки звукопоглотителем

А так с динамиком

Электронная начинка

Процесс изготовления печаток подробно описывать не буду приведу только готовый результат. Делал ЛУТом (Лазерно Утюжная Технология). В качестве материала для переноса - нарезанные листы журнала PC Week.
Плата предварительного усилителя готовая к травлению и после протравки в хлорном железе.




Плата оконечного усилителя на TDA7294

Собрал почти полностью УНЧ, не хватило пары омических сопротивлений и одного оксидника и собрал предварительный усилитель с сабсоник фильтром и ФНЧ кроссовером с изменяемой частотой и переключателем фазы. На плате так же есть корректор Линквица, но он не распаян, так как для оформления бандпасса он не нужен. На фотках платы не отмыты от флюса, поэтому такие «красивые».

Оконечный усилитель




Предварительный усилитель

Наборчик собери сабвуфер

Берем кусок алюминия размечаем и делаем заднюю панель блока усилителей

Не забываем о плавкой вставке, в качестве радиатора что-то из запасов от проца AMD

Плата оконечного усилителя

Сделали все соединения

Питание из какого-то старого транса, опять мотанного самим. Трансформатор в древности стоял в каком-то ламповом телевизоре пока не попал ко мне в руки и не был перемотан для какого-то усилителя, давно это было). Питание на оконечник +- 35 В.

Так как такой вид несколько не симпатичный то красим все черной матовой краской из баллончика

Ставим свителки-перделки

Тру сабву́фер должен стоят на шипах. Шипы были заказаны отцу токарю. Вот такие получились

Примерим

И закрепим их

Делаем саб в меру красивым и симпатичным

Достал виброшлифмашинку, зашпаклевал дырки от шурупов, выровнял корпус и начал обклеивать самоклейкой под светлое дерево. Сначала купил самоклейку для оклеивания в один слой. Изначально задумка была светлый корпус и черные матовые детали. После первого слоя стало ясно что один слой очень мало.
Первый слой




Попробовал покрыть дно лаком, стало хорошо видно что один слой просто просвечивает.

Пришлось еще раз идти в магазин за пленкой. Второй слой наклеивал веселее, так как помогала жена. В четыре руки клеить намного легче.

После двух слоев пленку начал покрывать лаком. Марку лака сейчас не вспомню, помню что быстросохнущий и вроде разбавлял ацетоном. Стоил около 50 р за банку так как просроченный:), но нам пофиг мы нищеброды.
Два слоя лака

После просушки он выглядит так

Ближе

Сколько же это стоит?

Итого 2160 р., вроде ничего не забыл

Бесплатно - принесли картонную трубу для фазика
бесплатно - НЧ динамик
бесплатно - инструмент

Немного расчетов и размышлений

70 Ватт давление вот такое, как видно есть наклон так как дин фактически работает ниже резонансной частоты, но по графику он не выходит за пределы допустимого хода даже на 20 Гц

100 Вт ситуация та же

Посмотрел ради интереса, что можно в дин и 200 Вт вкачать и на 20 Гц не будет ограничения хода. Можно вплоть до 18 Гц заставить дудеть. Но есть естественный вопрос нужна ли такая мощь? По впечатлениям когда не было отдельного усилка раскачивал его промышленным усилком на 25 Ватт, если сделать на полную - это очень и очень громко. На полную включаю только когда хочу показать кому-либо всю мощь, похвастаться. Так сказать ЧСВ потешить:) Но в таком режиме долго не послушаешь, все что можно трясет и дребезжат стекла, мощно одним словом.

PS Конструкции уже год, делал я её под настроение 3 месяца, в свое удовольствие.
Стоило он того или нет? Я считаю, что да. Бас очень низкий и глубокий. Из-за конструкции саб очень мягко играет, резкую атаку он не сможет отиграть, да и не нужно это ему, зато все LFE эффекты идут просто на ура, все прослушивающие были в диком восторге. Несмотря на то что саб стоит на шипах, стены пол и стекла все равно ощутимо вибрируют создавая эффект не хуже чем в кинотеатрах (убрать бы еще дребезг стекол).
Недавно подарили динамическую головку от автосаба, буду делать еще один, но в этот раз закрытый корпус и с корректором Линквица.

Эту статью я решил написать специально для тех, кто хочет, но по тем или иным причинам не может позволить себе приобрести сабвуфер. В этой статье пошаговая инструкция о том как собрать сабвуфер своими руками.

Постараюсь доступным, для неопытных людей, языком рассказать, а по возможности и показать - что сабвуфер это совсем несложно как на первый взгляд может показаться. Если очень хочеться, но нельзя - значит можно!

У многих на языке вертится это слово, но не все понимают что это такое.

САБВУФЕР (SUBWOOFER) происходит от двух слов SUB и WOOFER - если дословно перевести - поднизкочастотник, т.е. акустическая система для воспроизведения звука на низших частотах (примерно от 20 до 200 гц). Многие называют его - "басовая колонка". Сабвуферы могут быть активными и пассивными. Активный - означает, что в корпусе колонки размещен усилитель и блок питания, Пассивный - соответственно нуждается во внешнем усилителе.

Также в тексте применяются следующие сокращения:

АС - акустическая система, если просто - то "колонка".

Динамик - он же громкоговоритель, но правильнее будет "динамическая головка".

ГНЧ - генератор сигналов низкой частоты. (под НЧ подразумеваются частоты от 20 до 20000Гц)

УНЧ - усилитель низкочастотных сигналов.

Шаг первый.

Инструмент и материал.

Для изготовления сабвуфера нам понадобиться найти:

1. Уверенность в себе, желание неотступно идти до конца и быть готовым на материальные затраты (может обойдется по хорошему!).

2. Хороший, проверенный в деле инструмент, а именно:

Ножовка по дереву;

Стамеска;

Набор напильников различного калибра и вида: плоские, тругольные, круглые;

Шкурки (от малого до великого);

Электродрель;

Отвертка (можно и шуруповерт);

Лобзик (еще лучше - электролобзик);

Линейка, ручка, карандаш, лист бумаги и другие канцелярские принадлежности;

Циркуль (желательно с размахом "крыльев" на 20-25см.);

Клей ПВА, автогерметик, клей для дерева;

Стройматериалы, а именно: фанера толщиной от 10мм до 20мм, ДСП - можно но, не желательно, деревянные бруски 20х20, 30х30, 40х40 и т.д.

Гора саморезов от 10мм до 50мм, их нам понадобиться очень много!

3. компьютер, на который очень желательно установить прогу JBLSpeakerShop.

Шаг второй.

Параметры громкоговорителей (динамиков).

У каждого из нас есть имя, фамилия, отчество. У каждого из нас уникальные черты лица, цвет глаз, отпечаток пальцев, рисунок сетчатки глаза. Нет на свете одинаковых людей. Точно также не бывает одинаковых динамиков, у каждого из них есть свои уникальные параметры. Даже если взять два одинаковых динамика сделанных на одном заводе в один день - их параметры будут различаться, конечно немного, но эта небольшая разница может быть важна. К чему это я, а к тому, что перед тем как начать изготавливать сабвуфер, мы ОБЯЗАТЕЛЬНО должны подсчитать основные параметры нашего динамика. Купили ли вы его в магазине, открутили от какой либо старой АС или друг притащил из гаража, в любом случае надо измерить его характеристики. В дальнейшем, по этим параметрам, мы будем выбирать тип ящика для сабвуфера.

Параметры необходимые для расчета сабвуфера мы будем записывать на бумажку и сохраним ее до того момента, когда качество звучания изготовленного "бум-бокса" будет полностью удовлетворять.

Итак начнем. По скольку в большинстве существующих ныне программ по расчету ящиков АС используются параметры Тилля-Смолла, именно их мы и будем высчитывать.

Для того, чтобы начать расчет ящика нам понадобятся следующие параметры:

В принципе могут понадобиться и остальные параметры, но этих уже достаточно для начала рассчетов.

Для измерения параметров понадобятся, калькулятор, вольтметр (лучше цифровой мультиметр), генератор НЧ, герметично закрытый ящик литров на 20, а также придется изготовить несложное устройство.

Генератор НЧ - можно взять любой, например Г3-109 или подобный. Если же нет генератора, то можно использовать и компьютер. К линейному выходу звуковой карты подключаем усилитель, а с выхода усилителя, через резистор в 1КОМ подключаем испытуемый динамик. Мощность резистора должна быть 2Вт и более, а иначе греться будет сильно. В принципе все готово. Если используем вместо генератора - компьютер, то необходимо скачать программу - ГНЧ, их в сети огромное количество.

Итак начнем.

Динамик подвешиваем на веревке по центру комнаты к потолку, можно за люстру или каким либо другим способом, главное чтобы рядом не было каких либо предметов, это может повлиять на точность измерения.

Все подключили, запускаем программу ГНЧ, выставляем частоту 1000Гц. На компьютере громкость ставим в среднее положение, чтобы исключить искажения формы сигнала. подключаем мультиметр к выходу усилителя. Регулируя громкость на усилителе выставляем напряжение 20В.

Подключаем вольтметр непосредственно к динамику. Выставляем частоту генератора примерно 5-10Гц и плавно повышая частоту следим за показаниями вольтметра. Нам необходимо найти резонансную частоту динамика, на этой частоте вольтметр покажет максимальное напряжение, затем оно начнет уменьшаться. Итак вольтметр показал максимальное значение - записываем его в наш листок как Umax. Затем записываем частоту генератора на которой зафиксировано максимальное значение напряжения, это будет Fs - резонансная частота. Теперь надо найти минимальное значение амплитуды. Начинаем опять плавно повышать частоту относительно Fs до тех пор, пока показания вольтметра перестанут изменяться, запишем это значение как Umin, при дальнейшем повышении частоты амплитуда будет опять увеличиваться, но это нам уже не важно.

Теперь мы знаем несколько параметров нашей головки, но это лишь начало. С помощью генератора и вольтметра мы можем построить график АЧХ изображенный слева. На нем видны Umax - соответствующий напряжению при резонансе, а также Fs - резонансная частота - пик на графике. Umin мы тоже нашли, а что такое Uср скажеты вы и что это за F1 и F2 ?

Это частоты, при помощи которых мы будем определять добротность динамика. Раньше я считал эти параметры вручную, высчитывал по формулам Uср, Qts, Qes, Qms. Теперь есть полезная прога TSCalc, скачать ее нужно прямо сейчас - скачать. Работать с ней элементарно просто, подставляем значения - получаем результат. Для начала надо узнать Rmax, для этого умножаем Umax на 1000 и запишем значение в листок. Еще понадобиться измерить сопротивление динамика постоянному току с помощью омметра, запишем его как Re.

Теперь подставим значения Rmax и Re в программу и найдем Rx. Делим Rx на 1000 и получаем Uср. Теперь найдем F1 и F2. Начинаем уменьшать частоту относительно Fs "вниз" и когда вольтметр покажет напряжении Uср запишем F1, теперь тоже самое только "вверх" от Fs и запишем значение F2. Теперь подставляем значения Fs, F1, F2 в программу. И получаем значения Qes, Qms, Qts.

Настало время приготовленнего заранее ящика. Берем наш динамик и прикручиваем к ящику магнитом наружу, в этом нет принципиальной разницы, просто так удобнее. Теперь снова находим резонансную частоту, но запишем ее уже как Fc. Подставляем значение Fs, Fc и известный объем ящика, получаем значение Vas - эквивалентный объем.

Ну вот в принципе и все. Эффективный диаметр диффузора и его максимальное смещение измеряем с помощью обыкновенной линейки. Не забудьте записать значения в листок.

Шаг третий.

Виды ящиков.

Теперь у нас есть динамик, есть его реальные параметры, можно приступать к выбору ящика.

Хочу сразу разочаровать. Именно по параметрам динамика выбирается тип корпуса. Я не утверждаю что на нем не получиться собрать тот ящик который вы хотите, просто он может звучать не так, как звучал бы в "родном" ящике.

Итак, виды ящиков, или варианты исполнения сабвуферов.

Вариант первый - Свободный излучатель или Free air.

Этот вариант может подойти к динамикам у которых Fs выше 100Гц.

Путевого сабвуфера все равно из него не выйдет, так как параметры его близки к динамикам среднечастотным. Например его можно встроить в заднюю полку автомобиля.

Конечно можно попробовать сделать из него что-то другое, но лучше поискать другой динамик.

Вариант второй - Закрытый ящик или Closed Box.

Выбираем этот ящик если Qts<0,8...1, оптимально 0,7

произведение Fs/Qts=50

Расчитывается просто, все что нужно это расчитать объем ящика.

От динамика требуется немалая мощь, очень высока вероятность выхода его из строя. В большинстве случаев ящик получается громоздким что совершенно неприемлимо для дома и автомобиля.

Внутренность ящика заполняется звукопоглащающим материалом, вата, войлок или др.

Такой вариант исполнения обладает самым низким КПД.

Вариант третий - Фазоинвертор или Vented Box.

Выбираем если Qts<0,6, оптимально 0,39

Динамик должен обладать гибким и прочным подвесом, т.к. совершает гигагнтскую работу, при максимальной подведенной мощности, диффузор колеблет огромное количество воздуха, большая часть которого "улетает в трубу"

Вариант четвертый - Пассивный излучатель - Passive Radiator.

Пассивный излучатель это как фазоинвертор, только вместо трубы излучатель-мембрана.

Хотя можно использовать старый динамик, удалить магнит, корзину, диффузор. А к резиновому подвесу приклеить пластину из гетинакса, оргстекла или другого материала. В центр пластины вкрутим груз - болт с гайкой. Этим грузом можно регулировать Fc.

Вариант пятый - Банд Пасс или Band Pass

Band Pass можно перевезти как Полосовой проход.

Band Pass 4-th order- Банд Пасс 4-го порядка.

Стоит выбрать если Fs/Qts=105

В принципе, из всех остальных вариантов корпусов, именно этот отличается самой высокой эффективностью.

Но в тоже время самый сложный в изготовлении, две камеры и два фазоинвертора.

Band Pass 6-th order A - Банд Пасс 6-го порядка класса А.

Band Pass 6-th order B - Банд Пасс 6-го порядка класса Б

Любой из этих вариантов корпусов можно собрать как на одном, так и на двух динамиках.

Параметры своего динамика вы знаете, что из него получится вы уже определили, настала пора рассчетов ящика.

Шаг четвертый.

Расчет ящика.

Распаковываем скачанную прогу JBLSpeakerShop в корневую папку диска. Затем запускаем файл setup.exe из папки DISK1. Начнется установка, вводим путь второй части архива DISK2. Установка завершена.

Запускаем программу Пуск=>Программы=>JBL SpeakerShop=>SpeakerShop Enclosure Module.

Подробно о программе рассказывать не буду, она очень простая и в принципе все понятно.

Для начала заходим в меню Loudspeaker - и вводим параметры нашей головки. Затем, выбрав тип ящика жмем - Box - Parameters - а там уже на выбранный тип. осталось ввести объем и частоту желаемого резонанса, с этими параметрами нужно поэкспериментировать, наблюдая за получившимися графиками. После того как выбрали параметры ящика, жмем Vent, здесь вводим параметры трубы (фазоинвертора) если он конечно есть. Осталось рассчитать размеры ящика, подменю Dimensions, выбирайте форму по вкусу и размеры. В меню Graphs - выбор типов отображаемых графиков.

Под завязку распечатываем графики, параметры, размеры - Ctrl+P.

Шаг пятый, заключительный.

Изготовление ящика.

Теперь, немного передохнув, примемся за изготовление ящика. На этоп этапе, дабы не переводить драгоценный материал, нужно четко соблюдать правило, "семь раз отмерь, один раз отпили".

Достаем приготовленный интсрумент, материал, терпение. При выборе фанеры, либо ДСП (у кого что есть), нужно учитывать, что чем выше мощность динамика, тем выше должна быть толщина стенок ящика и жестче крепление. Самый лучший материал конечно же фанера (не стоит использовать старую, высохшую - она у вас просто рассыпется), намного прочнее чем ДСП, я вообще не понимаю как можно сделать хороший сабвуфер из опилок.

Достали линейку, крандаш, первым делом расчерчим на листе фанеры все стороны ящика. Старайтесь экономить, вдруг где-то ошибетесь, будет чем исправлять.

Теперь распилим, хорошим инструментом будет ножовка с направляющей и мелкими зубчиками. Пилить надо медленно и желательно под углом, вы же не хотите чтобы фанера расслоилась и потрескалась. Можно использовать и электролобзик, желательно с регулятором скорости, по уже высказанным причинам. Пилите ровно, не спешите, напильником замучаетесь выправлять горбы и впадины.

После того как распили, напильником все же придется поработать, нужно убрать все торчащие кусочки дерева, а то занозы, йод, бинты.

Достали деревянные брусочки, размеры их выбирите сами, но конечно не слишком маленькие или огромные. Приставьте стенки друг к другу как они должны быть и отмерьте необходимую длинну брусков.

Еще один ответственный момент в изготовлении ящика - это огромное отверстие под динамик. Сначала циркулем размечаем окружность под динамик, чуть больше диаметра диффузора вместе с резиновым подвесом. И еще одну окружность поменьше, равную радиусу сверла и прибавив еще 2-3мм. Вот несколько способов продырявить кусок фанеры. Сверло не ищите, навряд ли есть на свете сверла диаметром 100-300мм, да и дрель понадобится гигантская. Возьмите сверло диаметром 10-15мм, обычную электродрель. Сверлите положив ваш кусок фанеры на какой-либо другой ненужный деревянный лист, так вы немного сохраните нижнюю поверхность от растрескивания. Теперь по внутренней окружности высверливаем отверстия на расстоянии 1-2 мм друг от друга. Как закончите, возьмите узкую стамеску, молоток и пробейте перемычки между отверстиями, затем выбейте получившийся блин. Берем самый крупный круглый напильник, а лучше рашпиль и неторопясь, опять же под небольшим углом выравниваем окружность по расчерченной линии. Острые углы с лицевой стороны можно скруглить. Таким же способом делаем отверстия для фазоинвертора. Еще один способ: рисуете окружность с радиусом диффузора и внутри отверстие, а затем с помощью электролобзика выпиливаете по линии. Быстрее, зато щепок больше! Приложите к отверстию динамик, если "дыра" вас устраивает, просверлите отверстия крепежа головки, а для крепления можно использовать вкручивающиеся металлические двухсторонние гайки, их используют в мебельной промышленности.

Не забудьте про разьем! Лучше использовать от концертной акустики - надежнее и практичнее.

Ну вот сделали все стенки, отверстия под динамик и фазоинвертор, напили бруски, будем собирать.

Опять за дрель, ставим сверло в два раза меньшего диаметра чем саморезы и просверливаем листы фанеры в тех местах, где она будет крепиьтся с другими листами и брусками. Теперь берем клей ПВА или клей для дерева и мажем его погуще в местах стыка. Соединям между собой стенки и в проделанные отверстия вкручиваем саморезы, нестрашно если они прошли насквозь, внутри не видно, а крепкость нам важна. Клей будет играть две роли, увеличение прочности крепежа и герметизация. Следите чтоб конструкция не перекосилась, углы были ровными, должна ведь быть красота и аккуратность.

Заднюю стенку пока не привинчивайте, она нам еще послужит. Зарепите динамик, снаружи или изнутри, кому как нравится и смотря какая конструкция динамика. Промажьте место стыка фанеры с динамиком автогерметиком, осторожно, чтоб не попало на диффузор. Автогерметик - обеспечит герметичность и легко удаляется, если вдруг захочется поменять головку на другую или при ремонте.

Фазоинвертор - можно использовать кусок сантехнической трубы, аллюминиевую трубу, да в принципе любую трубу какая у вас есть (кроме металлических водопроводных и канализационных). В программе введете ее размеры и получите длинну. Фазоинвертор может быть и квадратным, тогда понадобится проявить свою фантазию в его изготовлении. Его также необходимо будет закрепить, но пока не намертво.

Как сделать демпфер. Материалом демпфера может быть: войлок, жесткий поролон, вата, толстый ворсонит и т.п. Самым доступным материалом является - вата. Но ведь просто ее внутрь не напихаешь! Здесь нам на помощь придут наши любимые женщины, которые все время наших стараний ворчат про мусор, шум и кучу инструментов в перемешку с кусками дерева и т.д. Как же они нам помогут? Да очень просто, женские колготки, в них можно напихать вату и сделать звукопоглащающие "колбаски", которые мы и будем приклеивать к стенкам ящика.

Настройка фазоинвертора. После демпфирования ставим заднюю крышку на место, но так, чтоб потом можно было снять. Хотя если у вас динамик вытаскивается наружу, то заднюю стенку можно закрепить намертво с клеем и кучей саморезов. Подключаем агрегат к НЧ генератору через усилитель, а к контактам сабвуфера (т.е. динамика находящегося внутри) вольтметр. Меняя частоту генератора находим резонансную частоту Fc по уже известной методике. Если резонансная частота отличается от расчетной, мы ее будем подстраивать с помощью фазоинвертора и количества демпфера внутри ящика. Трубу фазоинвертора нужно будет либо укоротить, либо удлиннить, в некоторых случаях труба может быть большей длинны чем габариты сабвуфера, в этом случае ее можно согнуть в виде буквы "Г". Также нужно поэкспериментировать с количеством демпфера, убрать или добавить, решайте по конкретной ситуации. Когда резонансная частота будет вас устраивать, можно намертво закрепить фазоинвертор, демпфер.

Включите музыку, чем громче тем лучше, послушайте нет ли посторонних шумов, свиста, шелеста. Если свистит, значит где-то в ящике осталось не закрытым отверстие или щель, замажьте ее шпаклевкой или герметиком, залейте клеем. Если шелестит, возможно демпфер задевает движущийся диффузор динамика.

Теперь окончательная внешняя обработка ящика, углы можно скруглить, тщательно зашкурить, замазать щели и ямки мастикой или шпаклевкой.

Под конец, можно обклеить сабвуфер ворсонитом или каким другим материалом, поставить декоративные решетки к динамику и фазоинертору, прикрутить ножки если собираетесь использовать его в помещениях, здесь вам подскажет фантазия.

Ну вот вроде и всё! Надеюсь вся моя писанина кому то помогла! Спасибо что дочитали до конца, всего вам хорошего, успехов!

Свои замечания, исправления, вопросы присылайте на адрес [email protected].

Адрес администрации сайта:

НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:

Сабвуфер - это элемент акустической системы, который воспроизводит звучание аудиотреков на самых низких частотах. Иметь хороший сабвуфер - мечта меломана, ведь качественное звучание музыки в салоне машины любят все. Однако подобное устройство стоит недёшево. Впрочем, большинству автовладельцев под силу рассчитать короб для сабвуфера и сделать его своими руками, чтобы избежать ненужных трат на заводскую модель.

Как подобрать динамики для своего сабвуфера

Сабвуферы применяются в автомобилях для улучшения звучания музыки на низких частотах. Для обычного прослушивания мелодий или радиопередачи штатной аудиосистемы в машине бывает вполне достаточно, но ценители громкого и чистого звука на пониженных частотах предпочитают размещать в салоне сабвуфер.

Во время подбора динамиков для будущего изделия, автовладелец узнаёт, что по форме и размеру они могут быть круглыми или овальными. Обычно (исходя из габаритов салона автомобиля) выбираются круглые динамики с диаметром 10, 13 или 16 см, а также овальные длиной 15х23 см. Соответственно, чем больше диаметр динамика, тем качественнее будет воспроизводиться звук на низких частотах.

Как узнать, какие автомобильные динамики вам подойдут

Перед самостоятельным изготовлением сабвуфера в автомобиль требуется уточнить несколько основных тезисов:

• на качество звучания музыки в машине форма динамиков никак не влияет;
• на глубину и сочность звука влияет только размер динамика;
• необходимо хорошо продумать, какой именно формы и размера нужны динамики, чтобы сабвуфер уместно смотрелся в салоне.

Дизайн не имеет первостепенного значения, поэтому при выборе динамика приоритетными являются его технические характеристики

Проектирование самодельного сабвуфера

Автомобильные сабвуферы устанавливаются в багажном отсеке или на задней полке, поэтому такая система получила название тыловой.

Самый серьёзный момент в изготовлении - это определение его размера и устройства. В зависимости от поставленных задач конструкция может иметь самые разные вариации.

Виды сабвуферов

Существует всего два основных вида сабвуферов. Если говорить об отношении к усилителю мощности звука, то условно они делятся на:

• активные. Они имеют уже встроенные усилитель и кроссовер, которые обеспечивают высокое качество звука и убирают из звучания высокие частоты. Активный сабвуфер получает сигналы от любого источника, с которым имеет связь;
• пассивные. Устройство не оснащается дополнительными усилительными элементами, поэтому подключается к основной аудиосистеме салона. Единственный недостаток пассивного сабвуфера заключается в том, что он серьёзно загружает все каналы системы, поэтому понижается и качество звучания.

Активные сабвуферы не загружают штатную аудиосистему салона, поэтому они отличаются более качественным звучанием

Где установить: в багажнике или под сиденьем

Если активный сабвуфер можно поставить практически куда угодно, то от местоположения пассивного устройства напрямую будет зависеть чистота и мощность его звучания на низких частотах. В зависимости от предпочтений автовладельца и наличия свободных пространств в разных типах машины, предлагается несколько мест для установки:

• по центру впереди - оптимальная позиция для связи с фронтальными динамиками, что обеспечит практически идеальное звучание треков в салоне. Однако в большинстве автомобилей впереди нет места для размещения каких-либо крупногабаритных устройств, поэтому расположение по центру впереди больше подойдёт для микроавтобусов;
• в багажнике, с направленностью динамика вперёд - один из самых популярных среди водителей способов размещения сабвуфера. Подходит для всех видов транспортных средств;
• в багажнике, с направленностью динамика назад - больше подходит для авто в кузове хэтчбек, так как звуковая волна не встречает препятствия на своём пути. Расположение в багажнике назад неприемлемо для автомобилей в кузове седан или купе, так как звук будет сильно деформироваться из-за специфики конструкции багажного отсека;
• на полу под сиденьем - ещё один вариант, который, однако, не пользуется широкой популярностью у водителей. Из-за того, что сабвуфер расположен вровень с полом, к тому же корпус находится под сиденьем, звук встречает множество преград на своём пути;
• на задней полке - один из лучших вариантов размещения сабвуфера во всех типах автомобилей. Главное условие - полка должна быть достаточно широкой и прочной, чтобы выдерживать низкочастотные басы.

Фотогалерея: основные места для размещения устройства в автомобиле

Алгоритм программы учтёт все пожелания и сделает расчёт объёма и иных параметров корпуса быстро и правильно

Из чего изготовить короб

Короб для сабвуфера - это не просто коробка, в которой находится динамик. Короб должен соответствовать многим динамическим законам акустики, чтобы звучание было по-настоящему насыщенным и чётким. Для изготовления разных типов коробов потребуются различные материалы, да и способы изготовления во многом будут не похожи один на другой.

Как построить короб для сабвуфера фазоинверторного типа

Стандартный вариант самодельного сабвуфера - это фазоинвертор. Это наиболее простой вид сабвуфера, к тому же его короб хорош тем, что специальная фазоинверторная трубка позволяет воспроизводить низкие частоты, практически не воспринимаемые человеческим ухом. Да и конструкция короба довольно простая, что делает его изготовление доступным практически для каждого.

Необходимые инструменты:

• шумоизоляция;
• саморезы по дереву длиной 50 мм;
• дрель;
• отвёртка;
• электрический лобзик;
• жидкие гвозди;
• герметик;
• клей ПВА;
• карпет.

Корпус для размещения фазоинверторного сабвуфера должен быть максимально прочным и не пропускать звуковые волны. Для этих целей отлично подойдёт многослойная фанера или ДСП высокого качества. Оптимальный вариант - взять фанерный лист толщиной 30 мм.

Для изготовления корпуса нужно следовать такому плану:

1. Подготовить части корпуса: переднюю, заднюю, две боковых, нижнюю и верхнюю сообразно своим расчётам или параметрам, выведенным программами.
2. Под размер динамика (например, диаметр 160 мм) вырезать отверстие в передней части корпусной заготовки.
3. Над отверстием под динамик потребуется также вырезать щель для трубки фазоинвертора и прикрутить к ней отсек для фазоинвертора.
4. После того как на передней панели будет проделано два отверстия, необходимо склеить между собой все боковые части короба, а затем прикрутить их друг к другу саморезами.
5. При этом особенно важно до упора закрутить каждый саморез, так как пустые пространства между панелями серьёзно исказят звучание динамика.
6. Далее на задней части корпуса потребуется вырезать небольшое отверстие для проводов.
7. Перед тем как соединить все части корпуса, вставляем динамик.
8. Дальше необходимо провести внутреннюю отделку корпуса: для этого смолой или герметиком нужно промазать все стыки и щели для повышения герметизации, после чего на все боковые панели приклеивается шумоизоляционная ткань.
9. После завершения внутренней отделки нужно перейти на внешнюю: корпус обтягивается карапетовой тканью, причём ткань должна закрывать и щель для фазоинвертора. Карапет можно натянуть посредством обычной эпоксидки или же степлера для мебели.

Как только динамик будет закреплён, от него протягиваются провода через отверстие и подключаются к акустической системе автомобиля.

Фотогалерея: как собрать компактный короб с фазоинвертором

Сабвуфер можно подключить самостоятельно, опираясь на параметры данной схемы

Перед началом работы необходимо убедиться, что аккумулятор транспортного средства отключён. Это та мера безопасности, которая позволит не только избежать повреждений в акустической системе, но и может сберечь здоровье и работоспособность частей тела человека.

Видео: подключение и настройка сабвуфера

Самостоятельное проектирование, изготовление и подключение сабвуферов в автомобиле доступно практически каждому водителю. Залогом успеха дела станет как грамотный расчёт габаритов и объёма изделия, так и аккуратная сборка корпуса. При этом автолюбитель может самостоятельно подобрать нужный размер динамиков, чтобы создать в салоне то звучание низких частот, которое его больше всего устраивает.

Эту статью я решил написать специально для тех, кто хочет, но по тем или иным причинам не может позволить себе приобрести сабвуфер.
Постараюсь доступным, для неопытных людей, языком рассказать, а по возможности и показать - как сделать сабвуфер самому, своими руками .

У многих на языке вертится слово Сабвуфер , но не все понимают что это такое.

САБВУФЕР (SUBWOOFER) происходит от двух слов SUB и WOOFER - если дословно перевести - поднизкочастотник, т.е. акустическая система для воспроизведения звука на низших частотах (примерно от 20 до 100 гц). Многие называют его - "басовая колонка". Сабвуферы могут быть активными и пассивными. Активный - означает, что в корпусе колонки размещен усилитель и блок питания, Пассивный - соответственно нуждается во внешнем усилителе.

Также в тексте применяются следующие сокращения:

АС - акустическая система, если просто - то "колонка".
Динамик - он же громкоговоритель, но правильнее будет "динамическая головка".
ГНЧ - генератор сигналов низкой частоты. (под НЧ подразумеваются частоты от 20 до 20000Гц)
УНЧ - усилитель низкочастотных сигналов.

Шаг первый.

Инструмент и материал.

Для изготовления сабвуфера нам понадобиться найти:

1. Уверенность в себе, желание неотступно идти до конца и быть готовым на материальные затраты (может обойдется по хорошему!).
2. Хороший, проверенный в деле инструмент, а именно:
- ножовка по дереву;
- стамеска;
- набор напильников различного калибра и вида: плоские, тругольные, круглые;
- шкурки (от малого до великого);
- электродрель;
- отвертка (можно и шуруповерт);
- лобзик (еще лучше - электролобзик);
- линейка, ручка, карандаш, лист бумаги и другие канцелярские принадлежности;
- циркуль (желательно с размахом "крыльев" на 20-25см.);
- клей ПВА столярный или другой клей для дерева;
- стройматериалы для корпуса, а именно: фанера толщиной от 10мм до 20мм, либо ДСП, либо МДФ.
- деревянные бруски 20х20, 30х30, 40х40 и т.д.
- гора саморезов от 10мм до 50мм, их нам понадобиться очень много!
3. компьютер, на который очень желательно установить прогу JBLSpeakerShop или любую другую для рассчета ящика.

Шаг второй.

Параметры громкоговорителей (динамиков).

У каждого из нас есть имя, фамилия, отчество. У каждого из нас уникальные черты лица, цвет глаз, отпечаток пальцев, рисунок сетчатки глаза. Нет на свете одинаковых людей. Точно также не бывает одинаковых динамиков, у каждого из них есть свои уникальные параметры. Даже если взять два одинаковых динамика сделанных на одном заводе в один день - их параметры будут различаться, конечно немного, но эта небольшая разница может быть важна. К чему это я, а к тому, что перед тем как начать изготавливать сабвуфер, мы ОБЯЗАТЕЛЬНО должны подсчитать основные параметры нашего динамика. Купили ли вы его в магазине, открутили от какой либо старой АС или друг притащил из гаража, в любом случае надо измерить его характеристики. В дальнейшем, по этим параметрам, мы будем выбирать тип ящика для сабвуфера.

Параметры необходимые для расчета сабвуфера мы будем записывать на бумажку и сохраним ее до того момента, когда качество звучания изготовленного "бум-бокса" будет полностью удовлетворять.

Итак начнем. По скольку в большинстве существующих ныне программ по расчету ящиков АС используются параметры Тилля-Смолла, именно их мы и будем высчитывать.

Для того, чтобы начать расчет ящика нам понадобятся следующие параметры:

Pnom - Номинальная мощность динамика, приводится в марке головки (75ГДН-1 75вт).
Fs - Частота собственного резонанса динамика в открытом пространстве.
Fc - Резонансная частота в закрытом ящике.
Qts - Полная добротность на резонансной частоте.
Qes - Электрическая добротность на резонансной частоте.
Qms - Механическая добротность на резонансной частоте.
Vas - Эквивалентный объем динамика.
D - Эффективный диаметр диффузора.
Xmax - Максимальное смещение диффузора.

В принципе могут понадобиться и остальные параметры, но этих уже достаточно для начала рассчетов. Для измерения параметров понадобятся, калькулятор, вольтметр (лучше цифровой мультиметр), генератор НЧ, герметично закрытый ящик литров на 20, а также придется изготовить несложное устройство.

Генератор НЧ - можно взять любой, например Г3-109 или подобный. Если же нет генератора, то можно использовать и компьютер. К линейному выходу звуковой карты подключаем усилитель, а с выхода усилителя, через резистор в 1КОМ подключаем испытуемый динамик. Мощность резистора должна быть 2Вт и более, а иначе греться будет сильно. В принципе все готово. Если используем вместо генератора - компьютер, то необходимо скачать программу - ГНЧ, их в сети огромное количество.

Итак начнем.

Динамик подвешиваем на веревке по центру комнаты к потолку, можно за люстру или каким либо другим способом, главное чтобы рядом не было каких либо предметов, это может повлиять на точность измерения.
Все подключили, запускаем программу ГНЧ, выставляем частоту 1000Гц. На компьютере громкость ставим в среднее положение, чтобы исключить искажения формы сигнала. подключаем мультиметр к выходу усилителя. Регулируя громкость на усилителе выставляем напряжение 20В.

Внимание! Теперь категорически нельзя регулировать громкость ни на усилителе, ни в компьютере или ГНЧ.

Подключаем вольтметр непосредственно к динамику. Выставляем частоту генератора примерно 5-10Гц и плавно повышая частоту следим за показаниями вольтметра. Нам необходимо найти резонансную частоту динамика, на этой частоте вольтметр покажет максимальное напряжение, затем оно начнет уменьшаться. Итак вольтметр показал максимальное значение - записываем его в наш листок как Umax. Затем записываем частоту генератора на которой зафиксировано максимальное значение напряжения, это будет Fs - резонансная частота. Теперь надо найти минимальное значение амплитуды. Начинаем опять плавно повышать частоту относительно Fs до тех пор, пока показания вольтметра перестанут изменяться, запишем это значение как Umin, при дальнейшем повышении частоты амплитуда будет опять увеличиваться, но это нам уже не важно.

Теперь мы знаем несколько параметров нашей головки, но это лишь начало. С помощью генератора и вольтметра мы можем построить график АЧХ изображенный слева. На нем видны Umax - соответствующий напряжению при резонансе, а также Fs - резонансная частота - пик на графике. Umin мы тоже нашли, а что такое Uср скажеты вы и что это за F1 и F2 ?

Это частоты, при помощи которых мы будем определять добротность динамика. Раньше я считал эти параметры вручную, высчитывал по формулам Uср, Qts, Qes, Qms. Теперь есть полезная прога TSCalc, скачать ее нужно прямо сейчас - скачать . Работать с ней элементарно просто, подставляем значения - получаем результат. Для начала надо узнать Rmax, для этого умножаем Umax на 1000 и запишем значение в листок. Еще понадобиться измерить сопротивление динамика постоянному току с помощью омметра, запишем его как Re.

Теперь подставим значения Rmax и Re в программу и найдем Rx. Делим Rx на 1000 и получаем Uср. Теперь найдем F1 и F2. Начинаем уменьшать частоту относительно Fs "вниз" и когда вольтметр покажет напряжении Uср запишем F1, теперь тоже самое только "вверх" от Fs и запишем значение F2. Теперь подставляем значения Fs, F1, F2 в программу. И получаем значения Qes, Qms, Qts.

Настало время приготовленнего заранее ящика. Берем наш динамик и прикручиваем к ящику магнитом наружу, в этом нет принципиальной разницы, просто так удобнее. Теперь снова находим резонансную частоту, но запишем ее уже как Fc. Подставляем значение Fs, Fc и известный объем ящика, получаем значение Vas - эквивалентный объем.

Ну вот в принципе и все. Эффективный диаметр диффузора и его максимальное смещение измеряем с помощью обыкновенной линейки. Не забудьте записать значения в листок.

Если возникают трудности с измерением, либо у Вас не выходит внятного результата - можно воспользоваться и характеристиками идущими на "листке" вместе с динамиком, либо официальными заводскими характеристиками.

Шаг третий.

Виды ящиков .

Теперь у нас есть динамик, есть его реальные параметры, можно приступать к выбору ящика.

Хочу сразу разочаровать. Именно по параметрам динамика выбирается тип корпуса. Я не утверждаю что на нем не получиться собрать тот ящик который вы хотите, просто он может звучать не так, как звучал бы в "родном" ящике.

Итак, виды ящиков, или варианты исполнения сабвуферов.

	Свободный излучатель или Free air Этот вариант может подойти к динамикам у которых Fs выше 100Гц. Путевого сабвуфера все равно из него не выйдет, так как параметры его далеки от поднизкочастотного диапозона. Например его можно встроить в заднюю полку автомобиля. Конечно можно попробовать сделать из него что-то, но лучше поискать другой динамик.
	Закрытый ящик или Closed Box. Выбираем этот ящик если Qts произведение Fs/Qts=50 Расчитывается просто, все что нужно это расчитать объем ящика.
	Фазоинвертор или Vented Box. Выбираем если Qts произведение Fs/Qts=85 Рассчитать будет посложнее, здесь очень важную роль играет труба фазоинвертора.
	Пассивный излучатель - Passive Radiator. Пассивный излучатель это как фазоинвертор, только вместо трубы излучатель-мембрана. Считать его не менее сложно, еще сложнее не только рассчитать пассивный излучатель, но и изготовить его. Хотя можно использовать старый динамик, удалить магнит, корзину, диффузор. А к резиновому подвесу приклеить пластину из гетинакса, оргстекла или другого материала. В центр пластины вкрутим груз - болт с гайкой. Этим грузом можно регулировать Fc.
	Банд Пасс или Band Pass Band Pass можно дословно перевести как Полосовой проход. Band Pass 4-th order. Банд Пасс 4-го порядка. Стоит выбрать если Fs/Qts=105 В принципе, из всех остальных вариантов корпусов, именно этот отличается самой высокой эффективностью. Но в тоже время самый сложный в изготовлении, две камеры и два фазоинвертора.
	Band Pass 6-th order A Банд Пасс 6-го порядка класса А.
	Band Pass 6-th order B Банд Пасс 6-го порядка класса B.

Любой из этих вариантов корпусов можно собрать как на одном, так и на двух динамиках.
Параметры своего динамика вы знаете, что из него получится вы уже определили, настала пора рассчетов ящика.

Шаг четвертый.

Расчет ящика.

Распаковываем скачанную прогу JBLSpeakerShop в корневую папку диска. Затем запускаем файл setup.exe из папки DISK1. Начнется установка, вводим путь второй части архива DISK2. Установка завершена.
Запускаем программу Пуск=>Программы=>JBL SpeakerShop=>SpeakerShop Enclosure Module.
Подробно о программе рассказывать не буду, она очень простая и в принципе все понятно.

Для начала заходим в меню Loudspeaker - и вводим параметры нашей головки. Затем, выбрав тип ящика жмем - Box - Parameters - а там уже на выбранный тип. осталось ввести объем и частоту желаемого резонанса, с этими параметрами нужно поэкспериментировать, наблюдая за получившимися графиками. После того как выбрали параметры ящика, жмем Vent , здесь вводим параметры трубы (фазоинвертора) если он конечно есть. Осталось рассчитать размеры ящика, подменю Dimensions , выбирайте форму по вкусу и размеры. В меню Graphs - выбор типов отображаемых графиков.

Под завязку распечатываем графики, параметры, размеры - Ctrl+P.

Шаг пятый, заключительный.

Изготовление ящика.

Теперь, немного передохнув, примемся за изготовление ящика. На этоп этапе, дабы не переводить драгоценный материал, нужно четко соблюдать правило, "семь раз отмерь, один раз отпили".

Достаем приготовленный интсрумент, материал, терпение. При выборе фанеры, либо ДСП (у кого что есть), нужно учитывать, что чем выше мощность динамика, тем выше должна быть толщина стенок ящика и жестче крепление. Самый лучший материал конечно же фанера (не стоит использовать старую, высохшую - она у вас просто рассыпется), намного прочнее чем ДСП, я вообще не понимаю как можно сделать хороший сабвуфер из опилок.

Достали линейку, крандаш, первым делом расчерчим на листе фанеры все стороны ящика. Старайтесь экономить, вдруг где-то ошибетесь, будет чем исправлять.

Теперь распилим, хорошим инструментом будет ножовка с направляющей и мелкими зубчиками. Пилить надо медленно и желательно под углом, вы же не хотите чтобы фанера расслоилась и потрескалась. Можно использовать и электролобзик, желательно с регулятором скорости, по уже высказанным причинам. Пилите ровно, не спешите, напильником замучаетесь выправлять горбы и впадины.

После того как распили, напильником все же придется поработать, нужно убрать все торчащие кусочки дерева, а то занозы, йод, бинты.

Достали деревянные брусочки, размеры их выбирите сами, но конечно не слишком маленькие или огромные. Приставьте стенки друг к другу как они должны быть и отмерьте необходимую длинну брусков.

Еще один ответственный момент в изготовлении ящика - это огромное отверстие под динамик. Сначала циркулем размечаем окружность под динамик, чуть больше диаметра диффузора вместе с резиновым подвесом. И еще одну окружность поменьше, равную радиусу сверла и прибавив еще 2-3мм. Вот несколько способов продырявить кусок фанеры. Сверло не ищите, навряд ли есть на свете сверла диаметром 100-300мм, да и дрель понадобится гигантская. Возьмите сверло диаметром 10-15мм, обычную электродрель. Сверлите положив ваш кусок фанеры на какой-либо другой ненужный деревянный лист, так вы немного сохраните нижнюю поверхность от растрескивания. Теперь по внутренней окружности высверливаем отверстия на расстоянии 1-2 мм друг от друга. Как закончите, возьмите узкую стамеску, молоток и пробейте перемычки между отверстиями, затем выбейте получившийся блин. Берем самый крупный круглый напильник, а лучше рашпиль и неторопясь, опять же под небольшим углом выравниваем окружность по расчерченной линии. Острые углы с лицевой стороны можно скруглить. Таким же способом делаем отверстия для фазоинвертора. Еще один способ: рисуете окружность с радиусом диффузора и внутри отверстие, а затем с помощью электролобзика выпиливаете по линии. Быстрее, зато щепок больше! Приложите к отверстию динамик, если "дыра" вас устраивает, просверлите отверстия крепежа головки, а для крепления можно использовать вкручивающиеся металлические двухсторонние гайки, их используют в мебельной промышленности.

Не забудьте про разьем! Лучше использовать от концертной акустики - надежнее и практичнее.

Ну вот сделали все стенки, отверстия под динамик и фазоинвертор, напили бруски, будем собирать.

Опять за дрель, ставим сверло в два раза меньшего диаметра чем саморезы и просверливаем листы фанеры в тех местах, где она будет крепиьтся с другими листами и брусками. Теперь берем клей ПВА или клей для дерева и мажем его погуще в местах стыка. Соединям между собой стенки и в проделанные отверстия вкручиваем саморезы, нестрашно если они прошли насквозь, внутри не видно, а крепкость нам важна. Клей будет играть две роли, увеличение прочности крепежа и герметизация. Следите чтоб конструкция не перекосилась, углы были ровными, должна ведь быть красота и аккуратность.

Заднюю стенку пока не привинчивайте, она нам еще послужит. Зарепите динамик, снаружи или изнутри, кому как нравится и смотря какая конструкция динамика. Промажьте место стыка фанеры с динамиком автогерметиком, осторожно, чтоб не попало на диффузор. Автогерметик - обеспечит герметичность и легко удаляется, если вдруг захочется поменять головку на другую или при ремонте.

Фазоинвертор - можно использовать кусок сантехнической трубы, аллюминиевую трубу, да в принципе любую трубу какая у вас есть (кроме металлических водопроводных и канализационных). В программе введете ее размеры и получите длинну. Фазоинвертор может быть и квадратным, тогда понадобится проявить свою фантазию в его изготовлении. Его также необходимо будет закрепить, но пока не намертво.

Как сделать демпфер. Материалом демпфера может быть: войлок, жесткий поролон, вата, толстый ворсонит и т.п. Самым доступным материалом является - вата. Но ведь просто ее внутрь не напихаешь! Здесь нам на помощь придут наши любимые женщины, которые все время наших стараний ворчат про мусор, шум и кучу инструментов в перемешку с кусками дерева и т.д. Как же они нам помогут? Да очень просто, женские колготки, в них можно напихать вату и сделать звукопоглащающие "колбаски", которые мы и будем приклеивать к стенкам ящика.

Настройка фазоинвертора. После демпфирования ставим заднюю крышку на место, но так, чтоб потом можно было снять. Хотя если у вас динамик вытаскивается наружу, то заднюю стенку можно закрепить намертво с клеем и кучей саморезов. Подключаем агрегат к НЧ генератору через усилитель, а к контактам сабвуфера (т.е. динамика находящегося внутри) вольтметр. Меняя частоту генератора находим резонансную частоту Fc по уже известной методике. Если резонансная частота отличается от расчетной, мы ее будем подстраивать с помощью фазоинвертора и количества демпфера внутри ящика. Трубу фазоинвертора нужно будет либо укоротить, либо удлиннить, в некоторых случаях труба может быть большей длинны чем габариты сабвуфера, в этом случае будет необходимо изменить ее диаметр. Также нужно поэкспериментировать с количеством демпфера, убрать или добавить, решайте по конкретной ситуации. Когда резонансная частота будет вас устраивать, можно намертво закрепить фазоинвертор, демпфер.

Включите музыку, чем громче тем лучше, послушайте нет ли посторонних шумов, свиста, шелеста. Если свистит, значит где-то в ящике осталось не закрытым отверстие или щель, замажьте ее шпаклевкой или герметиком, залейте клеем. Если шелестит, возможно демпфер задевает движущийся диффузор динамика.

Теперь окончательная внешняя обработка ящика, углы можно скруглить, тщательно зашкурить, замазать щели и ямки мастикой или шпаклевкой.

Под конец, можно обклеить сабвуфер ворсонитом или каким другим материалом, поставить декоративные решетки к динамику и фазоинертору, прикрутить ножки если собираетесь использовать его в помещениях, здесь вам подскажет фантазия.

Ну вот вроде и всё! Надеюсь вся моя писанина кому то помогла! Спасибо что дочитали до конца, всего вам хорошего, успехов!

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

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 ,
• 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 , 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/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, то исключительно в Vented box или Band-pass или Closed box. Если 50

Сначала скачиваем и устанавливаем программу . 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.

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 . После пайки деталей печатную плату следует покрыть , чтобы избегать от окисления меди.

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

Список радиоэлементов