Сабвуфер — это отдельно созданная акустическая система, которая предназначена для воспроизведения частот в звуковом диапазоне 20-120Гц. Сабвуфер воспроизводит низкие частоты, а основная только средние и высокие. Для человеческого слуха остается нераспознанным направление звука низкой частоты, поэтому сабвуфер можно устанавливать в любом месте. Изготовить сабвуфер своими руками не сложно и начинать нужно с покупки динамиков.
Выбор динамиков и сопротивления
Обычно используют динамики размеров:
- Динамики на 6 дюймов – используются в качестве дополнительного источника мид-баса.
- Динамики на 8 дюймов — используются при получении фронтальных басов.
- Динамики на 10 дюймов — качественно звучат в 15 – 20 литровом корпусе «Закрытый Ящик», получается компактный сабвуфер с неплохим звуковым давлением.
- Динамики на 12 дюймов – оптимальный вариант, хороши для сабвуфера объемом 25 – 35 литров.
- Динамики на 15 дюймов — используют, как правило, на соревнованиях по SPL, так как 60 – 90 литровый сабвуфер вместит не каждый автомобиль.
Основной принцип разницы сопротивлений в звуковой катушке: чем меньше сопротивление нагрузки у усилителя,тем выше мощность.
Использование в нагрузке 1 — 2 Ом приводит к потере качества звучания.
Исходя из этого, рекомендуется выбирать 2-4 Ома. Среди специалистов и любителей нет пока единого мнения по поводу мощности динамиков. Но можно точно сказать, что динамик следует выбирать более мощный, чем максимальная мощность усилителя. Ни одна система не рассчитана на долгую работу на максимальной громкости: это приводит к росту нелинейных искажений и сильному снижению качества звука. Поэтому рекомендуется придерживаться баланса.
Параметры динамика
Теперь время создавать самодельный сабвуфер и его виртуальный образ. Дальнейшее проектирование ящика будет проводиться программой WinISD 0.44 и потребует некоторых характеристик динамика, а именно параметров Тиля-Смолла:
- Qts -добротность динамика;
- Fs - частота резонанса для открытого пространства;
- Vas - эквивалентный объем.
Параметр Fs проблем не вызывает. Для ГДН35 Fs будет 38 Гц, для ГДН50 - 40 Гц, а для ГДН75 равен 25-35 Гц. Импортный динамик, где еще и фирменный, имеет параметры, которые легко найти в базе данных WinISD 0.44.
Qts - наиболее важен при расчете ящика. Этот параметр определяет отношение передаточной функции динамика частоты Fs к передаточной функции на тех частотах, амплитудно-частотная характеристика которых (АЧХ) горизонтальна. Другими словами на частотах выше Fs. Qts описывает эффективность динамика на резонансной частоте. Проблема в том, что низкочастотный динамик стандарта ГДН выпускается в разных местах. И параметры у разных производителей сильно отличаются.
Во время расчета ящика нужно взять во внимание все вероятные значения Qts и добавить отходные варианты.
В большинстве источников указаны следующие параметры:
- 35ГДН-1-8 Qts = 0,4;
- 35ГДН-1-4 Qts = 1±0,5;
- 50ГДН-42Д Qts = 1±0,5;
- 75ГДН-1-4 Qts = 0,2-0,5.
Vas - не особо важный для расчетов параметр, его значение можно считать равным:
- ГДН35 — 40-50 л.;
- ГДН50 - 90 л.;
- ГДН75 - 80 л.
Видеопример сборки сабвуфера:
Последние значения
Программа WinISD 0.44 для проектирования ящика затребует еще некоторые параметры:
- Z - сопротивление, оно указано в маркировке динамика, ГДН35-1-4 Z=4 Ом, ГДН75-1-8 Z=8 Ом и далее по списку;
- Ре - предельная шумовая мощность: ГДН35 Ре = 35 Вт, ГДН50 Ре = 50 Вт, остальное в справочной литературе.
- Qms - механическая добротность, ГДН35 - 5,8, ГДН75 - 2,38…
- Qes - электрическая добротность, ГДН35 - 0,44; ГДН75 - 0,31…
- dia - диаметр диффузора.
Остальные параметры не столь важны, и их в программе можно не указывать.
Проектирование ящика
Дальнейшее изготовление сабвуфера своими руками требует определиться с выбором типа ящика. Программа позволяет спроектировать четыре вида ящиков:
- ЗЯ - или закрытый ящик. Простой в проектировании и изготовлении, но имеет минимальный КПД. К тому же представляет некоторую трудность абсолютная герметизация ящика.
- ФИ - фазоинвертор. Несколько более сложный для расчета, но выдает более высокий КПД.
- – 4. БП4 и БП6 - бандпас 4-го и, соответственно 6-го порядка. Наиболее сложный при проектировании и изготовлении, но имеют максимальный КПД на низких частотах, и глушит высокие.
Каждый вид имеет свои положительные и отрицательные черты.
В наибольшей степени выбор ящика зависит от выбранного динамика.
Какой ящик лучше всего подходит к динамику, подскажет программа.
Перед началом проектирования создадим новый динамик со своими параметрами в базе данных. Нажимаем New, затем выбираем Own drivers, затем New, загружаем свои параметры, затем OK, Close.
Затем создадим проект на базе созданного динамика. Повторяем туже процедуру несколько раз, используя разные виды ящиков.
Само проектирование состоит в изменении размера ящика и настройки частоты фазоинверторов. Реагирует программа на вносимые изменения и изменяет график звучания в зависимости от частоты. Чтобы настроить частоту фазоинвертора, изменяется длина и диаметр труб. Также на длину труб влияет ее диаметр, задаваемый в соответствующем поле. Нужно следить, чтобы длина труб не оказалась чрезмерно большой, и не стало красным поле Vent mach.
Идеальный график пересекает на частоте 25-35 Гц линию в -3 дБ, а затем проходит по линии в 0 дБ и спадает примерно на 150-200 Гц. В остальном проектирование будет заключаться в поиске оптимально допустимых отклонений.
Делаем корпус
Теперь подробнее о том. как сделать сабвуфер своими руками и . Форма корпуса сабвуфера изготавливается в виде слегка усеченной пирамиды, так как она наиболее универсальна. Задняя стенка будет иметь скос в 23 градуса, потому что большинство автомобилей со спинкой заднего сиденья, наклоненной именно под таким углом. После определения нужного объема рассчитываем и рисуем чертеж корпуса будущего сабвуфера.
Закрытый ящик
Передняя стенка будет из ДСП в 23 мм толщиной, а боковая — толщиной 20 мм. Выпилим стенки нужных размеров и в необходимом количестве, затем производим сборку корпуса.
Все соединения лучше сделать клеем и саморезами, которые вкручиваются с интервалом в 5 см.
Под них предварительно сверлим отверстия сверлом диаметром 3 мм, а под головки саморезов возьмем сверло на 10 мм.
Затем, на боковой стороне циркулем размечаем отверстие для акустического терминала. Отверстие вырезаем электролобзиком. Акустический терминал под высоким давлением может давать призвуки. Чтобы избежать этого, экранируем его с помощью небольшой коробочкой. Промазываем соединения клеем и прикручиваем саморезами. Рубанком срезаем выступающие части корпуса.
На передней стенке таким же способом размечаем и вырезаем отверстие для установки динамика. Чтобы , следует пропитать его мебельным нитролаком. Лак наносим еще и на переднюю панель, на внутренний торец. Для большей привлекательности внешнего вида можно оклеить снаружи карпетом. В качестве клея используется тот же нитролак. Соединяем сабвуферный динамик и акустический терминал и закрепляем их в корпусе.
Фазоинвертор
Данный тип более громоздкий, его сложнее рассчитывать и настраивать, однако самодельный сабвуфер имеет КПД и качество звучания значительно выше предыдущего варианта. Как и в предыдущем случае, расчеты параметров ведутся с помощью одной из программ.
Вырезаем по нужным размерам стенки и аккуратно скрепляем их друг с другом клеем и саморезами. Рекомендуется промазать швы изнутри силиконовым герметиком. Для шпаклевки используется автомобильная двухкомпонентная шпаклевку. Необходимо как можно тщательнее отшлифовать корпус.
Вырезаем отверстия для фазоинвертора, специальных ручек-карманов и розетки. Устанавливаем и проверяем надежность всех креплений. Можно обтянуть кожей корпус.
Существуют варианты ФИ щелевого типа. Основным отличием является уникальный щелочной инвертор. Из-за особой конструкции крепление лучше делать с помощью длинных шурупов, для герметизации используются жидкие гвозди или клей «Момент». Однако, наибольшая прочность и герметизация получается, если ткань применить и эпоксидную смолу. В остальном процесс изготовления и сборки схож с обычным фазоинвертором.
Бандпас 4-го порядка
Это для тех, кто имеет опыт в проведении расчетов и изготовлении.
Бандпас 4-го порядка достаточно сложно рассчитывать и легко ошибиться в размерах.
Однако, он выдает отличный звук и КПД. Кроме того, он имеет лучшую защиту от внешнего воздействия, так как динамик расположен полностью внутри корпуса.
Расчеты размеров корпуса ведутся с помощью той же компьютерной программы. Важно при этом правильно рассчитывать не только размеры корпуса целиком, но и каждую из камер в отдельности. При выпиливании всех деталей следует точно придерживаться размеров. Затем собираем конструкцию при помощи клея или герметика и саморезов.
После сбора снова промазываем тщательно швы тем же герметиком или жидкими гвоздями. Перегородку, с расположенным на ней динамиком делаем из 2 листов ДСП. Место соединения с динамиком промазываем герметиком или силиконом и плотно сжимаем саморезами.
Затем пропилить отверстие для клеммы и обклеить изнутри шумопоглощающим материалом. Можно использовать, к примеру, ватин. Клей следует наносить не на всю площадь, а небольшими штрихами, чтобы изолирующий материал не оказался статичен. Дополнительно можно закрепить его при помощи строительного степлера. Далее припаиваем провода к клемме и к динамику.
Теперь заканчиваем сборку задней камеры и полностью ее герметизируем. На нее тоже следует поместить ватин. После чего плотно закрепить саморезами и клеем. Лучшую герметичность дают жидкие гвозди и наклеенный поверх швов скотч.
Чтобы изготовить сабвуфера своими руками фазоинвертор, можно купить или, если нет в наличии нужного размера, сделать из пластиковой трубки самому. Можно использовать канализационную трубу диаметром 100мм. Фазоинвертор с двух частей имеет раструбы, на передней части большего диаметра.
Сделать раструб можно, если края трубы немного нагреть и, с помощью банки или тарелки, расширить.
В крышке пропиливаем лобзиком отверстие, помещаем карпет вместе с фазоинвертором, предварительно промазав соединения жидкими гвоздями. Обклеиваем с задней стороны крышку и фазоинвертор шумопоглащающим материалом, можно использовать тот же ватин. Собираем готовый сабвуфер и обклеиваем его снаружи карпетом.
Бандпас 6-го порядка
Наиболее сложный по расчетам и сборке сабвуфер. Требуется основательная подготовительная работа с расчетами. Сравним с БП 4, но диапазон частот выдает гораздо больший. Правильно рассчитывать КПД и мощность этого сабвуфера сложно даже при помощи программ имитации. Обычно все параметры подбираются по наитию, исходя из личных предпочтений.
Устройство корпуса сложнее, чем в других сабвуферах, поэтому, для придания дополнительной прочности соединениям, их выполняют с помощью деревянных брусков, которые закрепляются саморезами. Все составляющие детали вырезаем строго по размерам. В перегородке, предназначенной для динамической головки, отметить циркулем и вырезать отверстие, разметить и просверлить отверстия под крепление динамика. Далее, по периметру крепим брусок. Затем одну из боковых стенок сабвуфера соединяем с днищем и устанавливаем перегородку под динамик.
Вторая боковая стенка сабвуфера крепится вслед за этим к перегородке и днищу. После этого бруски крепятся по периметру обеих камер. Вторая боковая стенка корпуса также крепится к днищу и перегородке. Затем прикрепляются бруски по периметру камер. Далее вырезаются 2 отверстия для фазоинверторов, и собирается сабвуфер. Делается это по технологии, аналогичной БП 4. Но дополнительным материалом шумоизоляции используется вата. Ее располагают между ватином и внутренней поверхностью корпуса сабвуфера. В качестве дополнительной отделки сабвуфер можно покрасить.
Самодельный сабвуфер стелс
Такой сабвуфер малозаметен и не занимает много места в багажнике. Вследствие этого его удобно использовать в автомобиле.
Обычно его устанавливают в багажнике автомобиля за аркой заднего крыла.
Хороший динамик требует ящик объемом до 18 литров, а иногда и более. Можно вынести немного переднюю панель корпуса в багажник, или, подрезав пол в багажнике, занять нишу, предназначенную для запасного колеса.
Устанавливая стелс, следует выдвинуть немного переднюю панель и аккуратно соединить ее со штатной обшивкой багажника. Вырезать обшивку по линии примыкания усилителей и сабвуфера. Работу с формовкой стеклопластика начинают с маскировки поверхности в местах контакта с полиэфирной смолой. Из гофрокартона делают форму, склеивают куски малярным скотчем. Собирают металлический каркас для усилителей, ориентируясь на край из стеклопластика. После этого примеряем оборудование.
Также из стеклопластика делаем панель облицовки для усилителей, уже на установленном каркасе. Для этого закрываем все промежутки между листами МДФ полиэтиленом и скотчем. После монтируем все саморезами на коробке корпуса. Гофрокартон используем как опалубку, чтобы устранить зазоры в корпусе сабвуфера. Между деталями необходимо набрать ту же толщину пластика, что и на остальных изделиях. Стеклопластиком и шпаклевкой добавляем внешнему виду корпуса более привлекательный вид. Устанавливаем сабвуфер в крыло автомобиля и можно удалять неровности полиэфирной шпаклевкой и выравнивать с помощью наждачной бумаги. Корпус обклеиваем карпетом и прикрепляем динамик.
Установка подсветки сабвуфера
Для подсветки используют светодиоды или оформляют светодиодной лентой. Светодиоды имеют 2 контакта, Анодный (А) и Катодный (К). Чтобы подключить светодиод правильно, и он работал, нужно присоединить контакты: А подключается к «плюсу» на источнике питания, К – к «минусу». Именно к А припаиваются резисторы, сопротивление которых рассчитывают по формуле закона ОМА.
Исходить следует из того, что рабочим напряжением светодиода является Uсв=3В, рабочим током Iсв=10мА=0.01А. Припаивают резисторы к контакту А каждого в отдельности светодиода. Так же нужно заранее решить, как закрепить светодиоды внутри сабвуфера. Наиболее удачно расположить их так, чтобы они держались крепко вместе.
Когда в качестве подсветки используется светодиодная лента, процесс закрепления диодов заменен конструкцией ленты. В ней светодиоды уже установлены и тщательно закреплены. Прикреплять светодиоды на внутреннюю поверхность сабвуфера можно при помощи двухстороннего скотча.
Работа со светодиодной лентой намного проще. Она позволяет создавать более яркие дизайнерские решения и интересные подсветки. К примеру, диодное кольцо, окружающее динамик. Рекомендуется использовать ленту, яркость и цвет которой выбран на собственный вкус.
Еще одно – использовать эквалайзер на заднем стекле автомобиля. Неоновый эквалайзер, реагирующий на пиковые амплитуды, выдаваемые сабвуфером, заставляет прыгать световые столбики. Это красиво и оригинальное решение светового оформления установленного сабвуфера.
Любой владелец автомобиля делает , руководствуясь только собственным вкусом. Любые советы специалистов всегда носят лишь рекомендательный характер. Тоже относится и к советам по изготовлению сабвуферов своими руками и их установки. Посетители нашего сайта могут в комментариях оставить свое мнение об изложенных в статье методах или описать свои собственные. Будем рады узнать ваше мнение.
- Новости
- Практикум
Генпрокуратура начала проверку автоюристов
Как утверждают в Генпрокуратуре, в России резко возросло количество судебных разбирательств, которые ведут «недобросовестные автоюристы», которые работают «не для защиты прав граждан, а для извлечения сверхприбылей». Как сообщают «Ведомости», информацию об этом ведомство направило в правоохранительные органы, ЦБ и Российский союз автостраховщиков. В Генпрокуратуре поясняют, что посредники пользуются отсутствием должной осмотрительности...
Владельцы кроссовера Tesla пожаловались на качество сборки
По словам автомобилистов, проблемы возникают с открытием дверей и стеклоподъемниками. Об этом в своём материале сообщает The Wall Street Journal. Стоимость Tesla Model X составляет около 138 000 долларов, но, если верить первым владельцам, качество кроссовера оставляет желать лучшего. К примеру, сразу у нескольких владельцев заклинили открывающиеся вверх...
Парковку в Москве можно будет оплатить картой Тройка
Пластиковые карты «Тройка», использующиеся для оплаты общественного транспорта, этим летом получат полезную для автомобилистов функцию. С их помощью можно будет оплатить стоянку в зоне платной парковки. Для этого паркоматы оборудуют специальным модулем для связи с центром обработки транспортных транзакций Московского метрополитена. Система сможет проверять, достаточно ли средств на балансе...
О пробках в Москве будут предупреждать за неделю
На такую меру специалисты центра пошли из-за работ в центре Москвы по программе «Моя улица», сообщает Официальный портал Мэра и правительства столицы. В ЦОДД уже сейчас анализируют автомобильные потоки в ЦАО. На данный момент на дорогах в центре бывают затруднения, в том числе на Тверской улице, Бульварном и Садовом кольце и Новом Арбате. В пресс-службе ведомства...
Отзыв Volkswagen Touareg добрался до России
Как сказано в официальном сообщении Росстандарта, причиной отзыва послужила вероятность ослабления фиксации стопорного кольца на опорном кронштейне педального механизма. Ранее компания Volkswagen объявила об отзыве 391 тысячи «Туарегов» по всему миру по той же причине. Как поясняет Росстандарт, в рамках отзывной кампании в России на всех автомобилях будет...
Владельцы Mercedes забудут, что такое проблемы с парковкой
По словам Цетше, которые приводит Autocar, в ближайшем будущем автомобили станут не просто транспортными средствами, а персональными помощниками, которые здорово упросят жизнь людям, перестав провоцировать стрессы. В частности, гендиректор Daimler заявил, что вскоре на автомобилях Mercedes появятся специальные датчики, которые «будут отслеживать параметры организма пассажиров и корректировать ситуацию...
Названа средняя цена нового автомобиля в России
Если в 2006 году средневзвешенная цена машины составляла примерно 450 тыс. рублей, то в 2016 - уже 1,36 млн рублей. Такие данные приводит аналитическое агентство «Автостат», изучившее ситуацию на рынке. Как и 10 лет назад, самыми дорогими на российском рынке остаются иномарки. Сейчас средняя цена нового автомобиля...
Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности
Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...
Фото дня: гигантская утка против водителей
Путь автомобилистам на одной из местных автотрасс преграждала… огромная резиновая утка! Фотографии утки моментально разошлись по соцсетям, где у них нашлось немало поклонников. Как сообщает The Daily Mail, гигантская резиновая утка принадлежала одному из местных автомобильных дилеров. Судя по всему, на дорогу надувную фигуру снес...
Интересных способов того, как сделать , довольно много. И порой самодельный сабвуфер даже получается намного лучше, чем купленный, если, конечно, делать всё правильно.
Из чего можно сделать сабвуфер?
Нечто, подобное сабвуферу, можно соорудить из нескольких кусков фанеры и старых динамиков. Да и вообще, что касается колонки сабвуфера, то её можно и купить, например, на радиорынке.
Наслаждаться чётким и в автомобиле можно и посредством использования сабвуфера неактивного плана. К тому же самостоятельно изготовить его не составит особых трудов. Он не потребует установки усилителя, и работа сведётся только к проектировке и сборке. Что касается монтажа такого сабвуфера, то его прямо внутрь короба.
Видео о том, как начертить корпус сабвуфера:
Начинаем изготовление
Первое, что нужно сделать, это вооружиться необходимыми материалами и инструментами. Для изготовления сабвуфера домашнего производства нам понадобятся:
- динамик;
- решётка защитная;
- хороший клей, лучше эпоксидный;
- розетка, через которую будет осуществляться подключение;
- стеклоткань;
- провод, 3 мм;
- кисть;
- фанера;
- ДСП, 16 мм;
- гайки и саморезы, обязательно по дереву;
- болты;
- малярный скотч;
- полиэтилен;
- универсальная шпаклёвка.
И конечно же, инструменты - куда уж без них:
- лобзик по дереву;
- шуруповёрт или дрель.
Начинаем. Сначала требуется подобрать хороший динамик. Не стоит и говорить о том, что чем мощнее он будет, тем громче будет звук. Как же его достать? Стоит отметить, что динамик может попасть к вам в руки разными путями. Главное - это иметь данные о его технических показателях. Ведь от них будет зависеть проектировка корпуса, а это очень важно.
Итак. Что касается показателей, то необходимо в первую очередь получить данные о частоте резонанса динамика, который у вас оказался, в открытом пространстве. Кроме того, необходимо также узнать данные об эквивалентном объёме. Если таких данных нет, то лучше пойти и купить динамик в магазине, где его и снабдят специальными документами. Можно выбрать динамик самый скромный или же дорогой. Здесь всё будет зависеть только от вас.
Теперь второй этап, называемый проектировкой короба сабвуфера. Можно воспользоваться специальной компьютерной программой WinlSD 0.44. Эта утилита реально поможет . Именно она и потребует внести данные динамика, его параметры. И компьютерная программа такого типа позволяет изготовить короб четырёх видов. Мы рассмотрим короб, имеющий самый высокий КПД. Другими словами, бандпасс 6-го уровня.
Бандпасс шестого уровня представляет собой прямоугольный кубический объект, внутри которого имеется одна перемычка. Именно на неё и будет фиксироваться наш динамик. К тому же у такого бандпасса имеются два отверстия, которые предназначены для монтажа фазоинверторных камер. Вместо камер можно использовать различные трубки. Например, это могут быть трубки из полиэтилена, металла или просто бумаги. Стоит отметить, что корпус обязан быть полностью загерметизирован и сделать это можно с помощью войлока, поролона или же обычной ваты.
Что касается слоя герметика, то внутри он должен иметь два сантиметра. А крыша сабвуфера должна быть обязательно съёмной и иметь высокую плотность на стыке. Поэтому её ещё и дополнительно усиливают слоем поролона.
Компьютерная утилита поможет все размеры . Она рассчитает оптимальные цифры для корпуса, конечно же, исходя из возможностей динамика. Задачей человека становится в этом случае только всё чётко и грамотно воплотить в реальность. И звук, конечно же, оправдает все ожидания. Он получится чистым и громким.
Считается, что в целом собрать сабвуфер является задачей сложной, если не быть предельно внимательным к различного рода мелочам и нюансам. Человек, собирающий самодельный сабвуфер, должен не только разбираться в акустике, но и иметь способности резчика по дереву, уметь вкручивать саморезы и болты, а также работать с герметиком. Для домашнего умельца - это своеобразный вызов.
Место для сабвуфера
Теперь про то, куда мы установим наш сабвуфер. Выбираем место для него. Лучшей станет установка его в крыло: правое или левое, решаем сами. Хотя, стоит отметить, что места будет больше в правом крыле, из-за особенностей конфигурации многих автомобилей.
Если мы выбрали динамик средний, то ему для нормальной работы понадобится минимум 28 литров объёма. Что касается конфигурации и объёма самого короба, то здесь придётся поэкспериментировать. Обычно объём получается большой, но это не страшно.
Багажник обкладываем полиэтиленовой плёнкой, после чего обклеиваем малярным скотчем обшивку, обязательно в два слоя. Берём стеклоткань и нарезаем её кусками. В таком случае они должны получиться 200×200. Обязательно смазываем их эпоксидным клеем и ставим на скотч внахлёст.
Теперь о том, как разводить эпоксидный клей. Правильно будет сделать так: банку смолы и банку отвердителя смешать. Если взять какое-нибудь из этих веществ больше нормы, то клей будет быстро густеть и вы не будете успевать его использовать. Идеальное соотношение - 1:1.
Заднюю стенку самодельного сабвуфера, или саба, обклеиваем тремя или даже четырьмя слоями стеклоткани. Потом ждём, пока всё высохнет. Лучше прождать сутки.
На следующий день нужно будет получившуюся скорлупу снять. Её толщину уже наращиваем вне багажника. Начинаем вклеивать дно сабвуфера. Его верх делаем по форме петель, а переднюю стенку крепим на саморезы. Что касается стыков, то их нужно будет промазать эпоксидным клеем.
Тонкая работа
После того как готов корпус самодельного саба, нужно его подготовить под акустический терминал, то бишь динамик. Для этого нужно на одной из его боковых стенок наметить отверстие. Сделать это можно обычным школьным циркулем.
Мощные получаются в том случае, если его экранируют небольшой коробочкой. Это уже не азы самодельного конструирования сабвуферов, а настоящее искусство. Таким образом, нам удастся устранить различные призвуки, которые возникнут из-за достаточно хлипкого акустического терминала.
Коробочка может иметь квадратную форму. Её обрабатываем клеем ПВА и прикручиваем к боковине, где было вырезано отверстие, с помощью саморезов.
Теперь нужно взять рубанок и срезать им все выступающие края корпуса. Когда выше было сказано про особые навыки, то это было сделано неспроста. И здесь нужно иметь мастерство плотника, чтобы с работой справится на пять с плюсом.
Идём дальше. Берём лобзик, желательно электрический, чтобы удобнее было работать, и вырезаем в передней панели отверстие. Оно будет нужно туда динамика, крепящегося там на саморезах и клею. Если помнит читатель, внутри нашего короба, или бандпасса шестого уровня, имеется перемычка. Здесь и нужно будет вырезать.
Меры по защите
Всё вроде готово, и дилетант сразу же поспешит к подключению. Но спешить мастеру ни к чему, каждый шаг в работе для него - это возможность прикоснуться к возвышенному искусству. Так, и в этом случае не стоит забывать про защиту самодельного творения от влаги и конденсата. Ещё средневековому человеку было известно, что влага на дерево, а в этом случае тонкий ДСП, действует разрушающе.
Чтобы заранее обезопасить и защитить корпус, нужно пропитать его специальным мебельным нитролаком. Процедуру эту желательно проводить на свежем воздухе, во избежание отравления лаком.
Пропитывать не забывайте и внутренний торец передней панели.
Видео, демонстрирующее самостоятельное изготовление сабвуфера:
Ну вроде всё. Пора изучить схемы сабвуфера и подключить. Хотя для более эффектного финиша полезно обшить наш сабвуфер каким-нибудь материалом для красоты. Если у вас имеется карпет, то он и может стать тем самым материалом.
Как правильно сделать короб для сабвуфера
Подготовка
Для того, чтобы сделать корпус для сабвуфера самостоятельно вам понадобятся:
- Чертеж;
- Материалы: фанера или МДФ, клей, саморезы, клемник, провод для подключения;
- Инструменты — лобзик, шуруповерт, карандаш, шаблон для посадочного отверстия или циркуль.
Чертеж
Имея на руках параметры корпуса для саба (объем, площадь и длина порта), можно сделать чертеж самостоятельно, воспользовавшись специальными программами (на мой взгляд SketchUp от Google самая удобная для этого). Но если короб делается для себя, то нет смысла тратить время на изучение софта и сделать все по старинке — от руки.
Если вы не умеете рассчитывать корпус, то читайте материал . Так же можно заказать платный расчет в интернете, как правило, к нему прилагается понятный чертеж для изготовления.
Пример чертежа корпуса с фазоинвертором (ФИ)
Материалы и крепеж
Материал корпуса
Для того что бы сделать короб для сабвуфера нужен материал, который должен как можно меньше вибрировать. Из опыта — лучше всего использовать МДФ (не крашеный, не ламинированный и т.п.)
МДФ (MDF - Medium Density Fibreboard). По русски — древесноволокнистая плита средней плотности.
МДФ легко обрабатывается, имеет хорошую плотность, благодаря структуре не имеет резонансов и не расслаивается — бас в таком коробе мягкий и плотный. МДФ стоит дороже фанеры, «боится» влаги.
Фанера — самый распространенный вариант, стоит дешевле МДФ.
Не используйте для изготовления короба для сабвуфера ДСП и старую мебель. Корпус из фанеры или МДФ всегда будет звучать лучше.
При достаточной толщине стенок не нужно обклеивать корпус изнутри виброизоляцией и т.п.!
Не используйте материал тоньше 18 мм. и чем больше объем вашего корпуса тем толще должны быть стенки.
Во многих крупных магазинах, продающих листовой материал есть услуга распила по вашим размерам, там на станке для вас нарежут идеальные детали, останется только собрать корпус.
Крепеж
Для крепления лучше всего использовать желтые саморезы длиной, минимум в 2 раза превышающей толщину стенки. У черных часто отламываются головки, они тоньше и не такие прочные. Продвинутое решение — мебельные болты, но если это ваш первый саб, то проще будет с саморезами.
Желтые саморезы, черные саморезы, мебельные болты.
Закладные гайки для крепления сабвуфера к корпусу — это круто! Саб можно закрепить и на саморезы, но с болтами в закладных динамик притягивается максимально сильно, а так же в случае необходимости без повреждений снимается и устанавливается сколько угодно раз. А отполированные болты под шестигранник выглядят очень здорово.
Болт с закладной гайкой
Клей
Если вы пилите стенки лобзиком или ручной циркуляркой, то клей будет дополнительно выполнять роль герметика между неровными краями, для этого подойдут любые жидкие гвозди по дереву. Если же вы распускали материал на станке и края стенок корпуса идеальны, то клей использовать не нужно, достаточно будет промазать стыки изнутри.
Клеммник
Вывести провода можно и напрямую, но лучше сделать короб для сабвуфера с клеммником.
Клеммник для корпуса
Используйте варианты с резьбой — они надежнее. Для круглых посадочных мест удобно прорезать отверстие с помощью насадки.
Провода
Вам понадобится отрезок провода для соединения катушки саба с выводным клеммником. Берите любой медный провод не тоньше 4 мм. в большинстве случаев этого будет достаточно.
Инструменты
Вам понадобятся:
- Циркулярная пила — для распила материала, она может быть и ручной и стационарной, все зависит от ваших возможностей. Лобзиком лучше не распиливать, слишком не ровными будут края, даже если крепить направляющую планку, так как пилка все равно может гулять.
- Лобзик — для выпиливания отверстия под динамик и под клеммник, так же это может быть фрезер, с его помощью отверстия получатся ровными и аккуратными. Для выпиливания стенки под круглый клеммник можно воспользоваться насадкой — пилой. Правильно подбирайте пилку для лобзика в соответствии с выполняемой работой.
- Шуруповерт — для закручивания саморезов и сверления отверстий.
Распил деталей
Итак, вы определились с формой для сабового короба и у вас есть чертеж.
Разметьте лист по деталям и распилите по нанесенным размерам. Используйте диск большим количеством зубьев, чем меньше размер зуба у диска для циркулярной пилы, тем меньше получится сколов, и их размер будет незначительным.
Если вы пользуетесь ручной циркуляркой, а рука у вас не набита, лучше использовать направляющую , что бы случайно не «завалить» рез.
Выполнять эту работу лучше вдвоем, так как одному ворочать большие листы и держать их во время работы достаточно не удобно.
Ниже хорошее видео от Rockford Fosgate, правда на английском, но тут все понятно без перевода — выбор формы корпуса, разлиновка деталей, распил.
Сборка корпуса для сабвуфера
Чтобы правильно сделать короб для сабвуфера перед вкручиванием самореза сверлите для него отверстие тонким сверлом, это увеличит прочность крепления и убережет фанеру от расслаивания. Равномерно распределяйте количество саморезов по длине стороны и следите за тем, что бы на углах они не встретились.
Почти всегда с сабом идет шаблон для вырезания посадочного отверстия, он может быть частью коробки или быть отдельным вложением. Вырезаете шаблон, переносите его на лицевую сторону короба и выпиливаете лобзиком или фрезером.
Шаблон для посадочного отверстия (вырезан из коробки)
Если такого шаблона у вас нет, то придется вооружится циркулем. Размечая и вырезая отверстие под динамик будьте очень аккуратны! Полка корзины почти всегда имеет небольшую ширину. Вырежете меньше положенного — корзина сабвуфера не войдет в отверстие, вырежете чуть больше или не ровно — саб не сядет герметично или саморезы для крепления повиснут в воздухе.
Для увесистых сабов переднюю стенку корпуса рекомендуется делать двойной, для исключения вибраций во время работы динамика.
Двойная передняя стенка
При больших габаритах корпуса двойных стенок может быть недостаточно и в некоторых случаях полезно будет воспользоваться распорками.
Варианты распорок и ребер жесткости
Обратите внимание на то, что все каналы ввода проводов, клеммники и т.п. должны быть загерметизированы, внутренние перегородки (стенки порта) не должны иметь щелей.
Отверстие под круглый клеммник удобно вырезать с помощью насадки, устанавливая его не забудьте проклеить по периметру.
Закручивая саморезы, не переусердствуйте, что бы не сорвать и не забывайте предварительно сверлить отверстия для них.
Если вы и используете закладные гайки для крепления динамика, то предварительно установите его в посадочное место, точно разметьте места сверления, уберите динамик и просверлите насквозь переднюю стенку согласно отметкам (следите, чтобы сверло всегда было перпендикулярно плоскости). Толщину сверла выбирайте в соответствии с диаметром закладных гаек. Установите гайки в подготовленные отверстия изнутри корпуса так, чтобы они не выпадали внутрь при закручивании в них болтов.
Закладные гайки с внутренней стороны передней стенки
Прикручивая динамик, не забудьте подключить его к клеммнику, для этого провода к нему можно припаять либо воспользоваться специальными клеммами.
Информативное видео сборки и склейки на примере серийного сабика Рокфордов.
Если ваш корпус был правильно рассчитан, он герметичный, крепкий и с достаточной толщиной стенок, то звук его определенно вас порадует.
В этой статье мы посмотрим, как сделать сабвуфер своими руками, не вникая в недра электроакустики, не прибегая к сложным расчетам и тонким измерениям, хотя кое-какие проделать все равно придется. «Без особых сложностей» не значит «тяп-ляп на кирпич, гони, бабка, могарыч». В наши дни на домашнем компьютере можно моделировать очень сложные акустические системы (АС); ссылку на описание этого процесса см. в конце. Но работа с готовым устройством по наитию дает то, чего не получишь никаким прочтением и просмотром – интуитивное понимание сути процесса. В науке и технике открытия на кончике пера совершаются редко; чаще всего исследователь, набравшись опыта, «нутром» начинает понимать, что там к чему, и уж тогда ищет математику, подходящую для описания явления и вывода расчетных инженерных формул. Многие великие с юмором и удовольствием вспоминали свои первые неудачные опыты. Александр Белл, напр., катушки для своего первого телефона пытался поначалу мотать голым проводом: он, музыкант по образованию, просто не знал еще, что проволоку под током нужно изолировать. Но телефон Белл все-таки изобрел.
О компьютерных расчетах
Не думайте, что JBL SpeakerShop или др. программа расчета акустики выдаст вам единственно возможный самый-самый правильный вариант. Компьютерные программы пишутся по устоявшимся проверенным алгоритмам, но нетривиальные решения невозможны только в богословии. «Все знают, что так делать нельзя. Находится болван, который этого не знает. Он-то и делает изобретение» – Томас Альва Эдисон.
SpeakerShop появился не так давно, разработано это приложение весьма основательно и то, что пользуются им очень активно, безусловный плюс как разработчикам, так и любителям. Но чем-то теперешняя ситуация с ним похожа на историю с первыми фотошопами. Кто юзал еще винду 3.11, помните? – тогда по обработке картинок просто с ума сходили. А потом оказалось – чтобы сделать хороший снимок, нужно все-таки уметь фотографировать.
Что это и зачем?
Сабвуфер (попросту – саб) в дословном переводе звучит курьезно: подгавкиватель. Реально же это басовый (низкочастотный, НЧ) динамик, воспроизводящий частоты ниже прим. 150 Гц, в специальном акустическом оформлении, ящике (коробе) достаточно сложного устройства. Сабвуферы применяются и в быту, в напольных высококлассных АС и недорогих настольных, встроенные и в автомобилях, см. рис. Если получится сделать сабвуфер, верно воспроизводящий басы, можно смело браться за , т.к. воспроизведение НЧ, пожалуй, самый жирный из китов, на которых стоит вся электроакустика.
Компактное НЧ-звено АС сделать много труднее чем СЧ и ВЧ (средне- и высокочастотные) во-первых, из-за акустического короткого замыкания, когда звуковые волны от фронтальной и тыльной излучающих поверхностей динамика (головки громкоговорителя, ГГ) гасят друг друга: длины волн НЧ – метры, и без надлежащего акустического оформления ГГ ничто не мешает им тут же сойтись в противофазе. Во-вторых, спектр искажений звука на НЧ тянется далеко в лучше всего слышимую область СЧ. В сущности любая широкополосная АС есть НЧ-звено, в которое встроены СЧ и ВЧ излучатели. Но к сабу уже с точки зрения эргономики предъявляется дополнительное требование: сабвуфер для дома должен быть как можно компактнее.
Примечание: все виды акустического оформления НЧ ГГ можно разделить на 2 больших класса – одни гасят излучение с тыла динамика, вторые переворачивают его по фазе на 180 градусов (оборачивают фазу) и переизлучают с фронта. Сабвуфер, в зависимости от свойств ГГ (см. далее) и требуемого вида его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) может быть построен по схеме того или иного класса.
Направление на звуки ниже 150 Гц человек различает очень плохо, поэтому в обычной жилой комнате саб можно поставить в общем где угодно. СЧ-ВЧ АС (сателлиты) акустики с сабвуфером получаются очень компактными; их расположение в комнате возможно подобрать оптимальным для данного помещения. Современное жилье избытком площади и хорошей собственной акустикой, мягко говоря, не отличается, и «приткнуть» в нем правильно хотя бы пару хороших широкополосных колонок возможно отнюдь не всегда. Поэтому изготовление сабвуфера самостоятельно позволяет не только сэкономить весьма солидную сумму денег, но и получить все-таки чистый, верный звук в этой вот хрущевке, брежневке или современном новострое. Особенно эффективен сабвуфер в системах полнообъемного звука, т.к. ставить 5-7 колонок на полную полосу каждая это уж чересчур и для самых «навороченных» пользователей.
Басы
Воспроизведение басов сложно не только технически. Узенький в общем-то НЧ участок всего спектра звуковых волн неоднороден по своему психофизиологическому воздействию и разделяется на 3 области. Чтобы правильно подобрать басовый динамик и сделать короб для сабвуфера своими руками, нужно знать их границы и значение:
- Верхний бас (UpperBass) – 80-(150…200) Гц.
- Средний бас или мидбас (MidBass) – 40-80 Гц.
- Глубокий бас или подбас (SubBass) – ниже 40 Гц.
Верха
Середина
На мидбасах главная задача при создании сабвуфера – обеспечить в минимальном объеме ящика наивысшую отдачу ГГ, заданную форму АЧХ и ее максимальную равномерность (гладкость). АЧХ, в сторону низших частот близкая к прямоугольной, дает мощный, но жестковатый бас; АЧХ, равномерно падающая – чистый и прозрачный, но слабее. Выбор той или иной зависит от характера прослушиваемого: рокерам нужен звук «злее», а для классики нежнее. В том и другом случае большие провалы и всплески на АЧХ портят субъективное восприятие при формально одинаковых техпараметрах звука.
Глубина
Подбас определяющее влияние на тембр (окраску) звука музыкальных инструментов имеет только для духовых органов в специально для них построенных залах. Сильные подбасовые компоненты характерны для звуков природных и техногенных катаклизмов, сильных взрывов и голосов отдельных видов животных (львиный рык). Свыше 90% людей подбасы или вовсе не слышат, или слышат невнятно. Напр., если принципиально различные по своему характеру звуки тропического урагана и ядерного взрыва отфильтровать от всего, кроме подбасов, то по ним вряд ли кто разберет, что там на самом деле творится. Поэтому домашний сабвуфер почти всегда оптимизируют на мидбас, а остаток подбаса, какой получится, маскирует собственные шумы помещения. Для чего он, кстати, весьма пригоден и чем очень полезен.Подбас в машине
Эффект маскировки шумов особенно необходим в тесном и зашумленной салоне автомобиля, поэтому автосабвуферы оптимизируются на подбас. Иногда ради этого любители Hi-Fi на скорости отдают сабу весь багажник, ставя туда 15”-18” динамики-монстры на 150-250 Вт пиковой мощности, см. рис. Однако вполне приличный сабвуфер в машину можно сделать и не жертвуя полезным объемом в кузове, см. далее.
Примечание: пиковую мощность динамика часто отождествляют с шумовой, что неверно. На пиковой мощности звук искажен, но еще внятен, т.е. различим по смыслу. Шумовая мощность определяется как такая, на которой динамик может работать определенное время (обычно 20 мин.), не перегорая и не повреждаясь механически. Звук при этом чаще всего бессвязный хрип, отчего такая мощность и названа шумовой. Но в некоторых видах акустического оформления шумовая мощность динамика может оказаться ниже пиковой, см. далее.
Какой нужен динамик?
Полный расчет акустического оформления производится по т. наз. параметрам Тиля-Смолла (ПТС). Поскольку мы решили потратить время и труд на настройку саба, нам из них понадобится только полная добротность головки на ее собственной резонансной частоте Qts, т.к. именно по ней выбирается оптимальный вариант акустического оформления. В зависимости от величины Qts динамики делятся на 4 группы:
- Qts<0,5 – «безразличные» сверхнизкодобротные. Очень дорогие, очень низкая отдача, но способны воспроизводить подбасы вплоть до 20-15 Гц. Настройка сабвуфера с такими без звукомерной камеры и специальной измерительной техники невозможна, т.к. резонансный пик не выражен.
- 0,5
- 0,7
- Qts>1 – высокодобротные. Высокая отдача, низкая цена, жесткий звук в неоптимальном оформлении. Трудно получить гладкую АЧХ. Компактны, выпускаются диаметром (в меньшую сторону) до 6” (155 мм). Оптимальны для сабвуфера настольного или к телевизору (не к домашнему кинотеатру!).
- 0,7
Измерения
В спецификациях производителя на динамики Qts может быть обозначена как Qп или просто Q, но присутствует там далеко не всегда, а в общедоступных базах данных вроде WinISD полно ошибок. Поэтому нам скорее всего придется определять значение Qts в домашних условиях.
Подготовка
Прежде всего выбираем и готовим для акустических измерений комнату. В ней должно быть как можно больше штор, гардин, ковров на полу и стенах, мягкой мебели. Жесткие горизонтальные поверхности (стол) нужно накрыть чем-то пушистым; не лишним будет и набросать везде побольше подушек. Особенно сильно искажают звуковое поле углы, в т.ч. жесткой мебели со стенами, их надо чем-то занавесить, напр., одеждой на плечиках. Далее подключаем к динамику длинные провода и подвешиваем в геометрическом центре потолка (под люстрой, если она есть) фронтальной стороной диффузора вниз на высоте от пола в 2/3 высоты потолка.
Теперь нужно собрать схему измерений, как показано вверху на рис. Нижняя схема нам еще понадобится для измерения импеданса (полного сопротивления) динамика Z. От обычно используемой любителями измерительной схемы без трансформатора данная отличается вполне профессиональной точностью: в расхожих схемах на диодах моста теряется ок. 1,5 В даже при входном сопротивлении тестера 10 МОм. Действие данной схемы основано на том, что импеданс трансформатора и R2, с одной стороны, много больше импеданса ГГ; с другой – много меньше выходного сопротивления усилителя мощности звуковой частоты, и на том, что самый паршивый цифровой мультитестер на пределе 200 мВ имеет входное сопротивление более 1 МОм. Однако, если измерительный сигнал подается от генератора звуковой частоты (ГЗЧ) со стандартным 600-омным выходом, данная схема для измерения Z непригодна.
Процедура
От компьютера с программой эмуляции ГЗЧ измерительный сигнал подается с выхода звуковой карты. «Гонять» его нужно в пределах 20-100 Гц вначале с дискретом (шагом) 10 Гц. Если резонанса ГГ не видно, она для сабвуфера непригодна. Или продавец вас бессовестно обманул, продав за 100 руб. безразличную ГГ ценой от $200.
Когда границы резонансного пика определены, «проходим» его уже с дискретом 1 Гц и строим АЧХ. Если ГГ высоко- или среднедобротная ближе к верхней границе Qts, получится график вроде того, что на поз. I рис. В таком случае:
- По ф-ле (1) на поз. II находим U(F1,F2);
- По графику находим F1 и F2;
- По ф-ле (2) проверяем, совпадает ли вычисленная частота собственного резонанса в свободном пространстве F’s с измеренной Fs. Если расхождение более чем на 2-3 Гц, см. ниже;
- По ф-ле (3) находим механическую добротность Qms, затем по ф-ле (4) электрическую Qes и, наконец, по ф-ле (5) искомую полную добротность Qts.
Если же добротность ГГ ближе к низкой или таковая, что вообще-то хорошо, резонансная кривая будет заметно несимметричной, а ее пик плоским, размытым, поз. III, или же проверка по ф-ле (2) не сойдется и при повторных измерениях. В таком случае по графику определяем точки наибольшего наклона касательных к вогнутым «крыльям» пика А1 и А2; математически в них вторая производная от описывающей резонансную кривую функции достигает максимума. За Umax тогда берем, как и прежде, его значение на вершине пика, а за Umin – вычисленное по ф-ле на поз. III новое значение U(F1,F2).
Структура системы
Померяли? Динамик подходит? Не торопитесь выбирать оформление. Сперва нужно выбрать структурную схему всей системы озвучивания, т.к. на ее электронную часть может пасть доля затрат не меньшая, чем на хороший басовый динамик. Система озвучивания с сабвуфером может быть построена по одной из след. схем, см. рис.
Примечание: эквалайзер и фильтр инфранизких частот ФИНЧ (рокот-фильтр) во всех схемах включаются до входов стереоканалов.
Поз. 1 – система с пассивной расфильтровкой по мощности. Плюс – не нужен отдельный басовый усилитель, подключается к любому УМЗЧ. Огромные минусы, первое, взаимное электрическое просачивание каналов в сабвуфере по СЧ: для LC-фильтров, сводящих его к приемлемой величине, понадобится приличный кейс, который для покупки их компонент придется прежде где-то на треть наполнить деньгами (в 100 рублевых купюрах). Второе – выходные сопротивления фильтров низких частот ФНЧ совместно с входным ГГ динамика образуют тройник, и каждый канал УМЗЧ теоретически четверть мощности будет тратить на то, чтобы греть соседа с его ФНЧ. Реально – больше, т.к. на мощности и потери в фильтрах существенны. Тем не менее, система с расфильтровкой по мощности применима в сабвуферах небольшой мощности с независимыми излучателями звука, см. далее.
Поз. 2 – пассивная расфильтровка на отдельный басовый УМЗЧ. Потерь мощности нет, взаимовлияние каналов слабее, т.к. характеристические сопротивления фильтров – килоомы и десятки килоом. В настоящее время практически не применяется, т.к. собрать активный фильтр на микросхемах оказывается много проще и дешевле, чем мотать катушки пассивных.
Поз. 3 – активная аналоговая расфильтровка. Сигналы каналов складываются простым резисторным сумматором, поступают на аналоговый активный ФНЧ, а с него на басовый УМЗЧ. Взаимовлияние каналов ничтожно и в обычных условиях прослушивания незаметно, расходы на компоненты невелики. Оптимальная схема для самодельного сабвуфера начинающего любителя.
Поз. 4 – полная цифровая расфильтровка. Канальные сигналы подаются на разветвитель Р, разделяющий каждый из них как минимум на 2 равнозначных исходному. По одному сигналу из пары подается на СЧ-ВЧ УМЗЧ (возможно, непосредственно, без ФВЧ), а остальные объединяются в сумматоре С. Дело в том, что при резисторном сложении на нижних частотах мидбаса и в подбасе возможно электрическое взаимодействие сигналов в ФНЧ, несколько искажающее суммарный басовый. В сумматоре сигналы складываются цифровым или аналоговым способом, исключающим их взаимовлияние.
С сумматора общий сигнал подается на цифровой ФНЧ с встроенными аналого-цифровым (АЦП) и цифро-аналоговым (ЦАП) преобразователями, а с него – на басовый УМЗЧ. Качество звука и развязка каналов – максимально возможные на сегодняшний день. Затраты на микросхемы для всего этого хозяйства оказываются посильными, но работа с ИМС требует уже некоторого радиолюбительского опыта, и еще большего – если покупается не готовый набор (что существенно дороже), а компоненты системы подбираются самостоятельно.
Оформление
На рис. даны наиболее употребительные схемы акустического оформления домашних сабвуферов. Лабиринты, рупоры и пр. не удовлетворяют требованиям компактности. Зеленым выделены схемы, предпочтительные для начинающих, желтым – выполнимые ими, а красным – непригодные. Кто поопытнее, может удивиться: 6-й бандпасс – для чайников? Ничего страшного, эту отличную басовую акустику на трубах можно настроить за выходные. Если знать, как.
Щит
Оформление сабвуфера в виде акустического экрана (щита, поз. 1) в домашних условиях выполнимо, если ГГ встроены в обшивку стен, т.к. их размеры соизмеримы с длинами подбасовых волн. Отсюда достоинство – с подбасом никаких проблем, лишь бы динамики его тянули. Другое – предельная компактность, саб полезной площади вообще не занимает. Но есть и серьезные минусы. Первый – большой объем строительных работ. Второй – акустический экран никак не влияет на АЧХ ГГ. «Горбатая» – так и петь будет, поэтому ставить на щит можно только дорогие низкодобротные и безразличные динамики. Подминус, так сказать – их отдача мала и щит ее увеличить никак не способен.
Закрытый ящик
Большущий плюс закрытого ящика (поз. 2) – глубокое демпфирование ГГ; для недорогих с высокой отдачей высокодобротных динамиков это единственно приемлемый тип акустического оформления. Но этот плюс влечет за собой и минус: с глубоким демпфированием шумовая мощность ГГ часто оказывается ниже пиковой, особенно у дорогих мощных головок. Катушка уже дымится, но хрипов все еще не слышно. Нужен индикатор перегрузки, но простейшие без отдельного электропитания искажают сигнал.
Не менее жирный плюс – предельно гладкая плавно падающая АЧХ и как следствие – наиболее чистый и живой звук. По этой причине выпускаются высококлассные мощные ГГ высокой добротности специально для установки в закрытые ящики или бандпассы 4-го порядка (см. далее).
Минус – из всех АС равного объема у закрытого ящика самая высокая низшая воспроизводимая частота, т.к. он повышает резонансную частоту динамика и не способен повысить его отдачу на частотах ниже нее. Т.е. по компактности сабвуфер в закрытом ящике проходит с большой натяжкой. До некоторой степени уменьшить этот недостаток можно, наполнив ящик синтепоном: он отлично поглощает энергию звуковых волн. Термодинамический процесс в ящике тогда из адиабатического переходит в изотермический, что равнозначно увеличению его объема в 1,4 раза.
Еще существенный минус – в закрытом ящике можно делать только пассивный сабвуфер, т.к. электроника в нем сильно греется даже помещенная в отгороженный отсек. Если вам попадутся старые АС 10МАС-1М, погоняйте их на половинной мощности с полчаса и потрогайте рукой корпус – теплый будет.
ФИ
Примечание: во всем равнозначен ФИ пассивный излучаетель (ПИ) – вместо трубы с портом ставят басовый динамик без магнитной системы и с грузиком вместо катушки. «Безнастроечных» методик расчета ПИ нет, потому и в промышленном производстве ПИ редкое исключение. Если у вас завалялся сгоревший басовый динамик, можете поэкспериментировать – настройка осуществляется изменением веса груза. Но учтите – активным ПИ лучше не делать по той же причине, что и закрытый ящик.
О глубоких щелях
Акустику с глубокими щелями (поз. 4, 6, 8-10) отождествляют то с ФИ, то с лабиринтом, но на самом деле это самостоятельный тип акустического оформления. Преимуществ у глубокой щели масса:
Недостаток у глубокой щели всего один, и то для начинающих: ненастраиваема после сборки. Как сделано, так и петь будет.
Об антиакустике
Бандпассы
BandPass в переводе проход полосы, так называют АС без прямого излучения звука в пространство. Это значит, что АС типа бандпасс не излучают СЧ вследствие внутренней акустической его отфильтровки: динамик ставят в перегородку между резонирующими полостями, сообщающимися с атмосферой портами труб или глубоких щелей. Бандпасс – специфическое для сабвуферов акустическое оформление и для полностью раздельных АС не применяется.
Бандпассы разделяют по величине порядка, а порядок бандпасса равен числу его собственных резонансных частот. Высокодобротные ГГ ставят в бандпассы 4-го порядка, где просто организовать акустическое демпфирование (поз. 5); низко- и среднедобротные – в бандпассы 6-го порядка. Ощутимой разницы в качестве звука между теми и теми, вопреки распространенному убеждению, нет: уже на 4-м порядке достигается сглаживание АЧХ на НЧ до 2 дБ и менее. Разница между ними для любителя в основном в сложности настройки: чтобы точно настроить 4-й бандпасс (см. далее) придется двигать перегородку. Что касается бандпассов 8-го порядка, то еще 2 резонансные частоты у них получаются вследствие акустического взаимодействия тех же 2-х резонаторов. Поэтому 8-е бандпассы иногда называют бандпассами 6-го порядка класса В.
Примечание: идеализированные АЧХ на НЧ для некоторых типов акустического оформления показаны на рис. красным. Зеленым пунктиром – идеальная АЧХ с точки зрения психофизиологии слуха. Откуда видно, что работы в электроакустике еще хватает и хватает.
Амплитудно-частотные характеристики одной и той же головки громкоговорителя в различном акустическом оформлении
Автосабвуферы
Автомобильные сабвуферы ставят обычно или в грузовой отсек, или под сиденье водителя, или за спинку заднего сиденья, поз. 1-3 на рис. В первом случае короб отнимает полезный объем, во втором саб работает в тяжелых условиях и может быть поврежден ногами, в третьем – не всякий пассажир сможет вытерпеть мощный бас прямо возле ушей.
В последнее время автомобильный сабвуфер все чаще делают типа стелс (stealth), встроенным в нишу заднего крыла, поз. 4 и 5. Подбаса достаточной мощности добиваются, применяя специальные автодинамики диаметром 12” с жестким диффузором, мало подверженным мембранному эффекту, поз. 5. Как сделать сабвуфер для автомобиля путем отформовки крыльевой ниши, см. след. видео.
Видео: автомобильный савбуфер “стелс” своими руками
Проще просто не бывает
Очень простой сабвуфер, не требующий отдельного басового усилителя, можно сделать по схеме с независимыми излучателями звука (ИЗ), см. рис. Фактически это две канальных НЧ ГГ, помещенные в общий длинный корпус, устанавливаемый горизонтально. Если длина короба сопоставима с расстоянием между сателлитами или шириной экрана телевизора, «расплывание» стерео мало заметно. Если же прослушивание сопровождается просмотром, то и вовсе незаметно благодаря непроизвольной зрительной коррекции локализации источников звука.
По схеме с независимыми ИЗ можно сделать отличный сабвуфер для компьютера: ящик с динамиками помещают в дальнем верхнем углу под столешницей. Полость под ней – резонатор, настроенный на очень низкую частоту, и от небольшой коробочки прорезается неожиданно хороший подбас.
ФИ для сабвуфера с независимыми ИЗ можно рассчитать в спикершопе. При этом эквивалентный объем Vts берут вдвое больше против измеренного, резонансную частоту Fs в 1,4 раза ниже, а полную добротность Qts в 1,4 раза больше. Материал короба, как и везде далее – МДФ от 18 мм; на мощность сабвуфера от 50 Вт – от 24 мм. Но лучше поместить динамики в закрытый ящик, его в данном случае можно сделать без расчета: длину по внутри берут по месту установки в пределах от 0,5 м (для компьютера) до 1,5 м (для большого телевизора). Поперечное сечение короба по внутри определяется исходя из диаметра диффузора динамиков:
- 6” (155 мм) – 200х200 мм.
- 8” (205 мм) – 250х250 мм.
- 10” (255 мм) – 300х300 мм.
- 12” (305 мм) – 350х350 мм.
В самом худшем случае (подстольный компьютерный саб на 6” динамиках) объем короба будет 20 л, а эквивалентный с заполнением – 33-34 л. При мощности УМЗЧ до 25-30 Вт на канал этого хватит, чтобы получить приличный мидбас.
Фильтры
LC-фильтры в данном случае лучше использовать типа K. Для них нужно больше катушек, но в любительских условиях это несущественно. У K-фильтров малое затухание в полосе непропускания, 6 дБ/окт на звено или 3 дБ/окт на полузвено, зато абсолютно линейная ФЧХ. Кроме того, при работе от источника напряжения (каковым с большой точностью является УМЗЧ), K-фильтр мало чувствителен к изменениям импеданса нагрузки.
На поз. 1 рис. даны схемы звеньев K-фильтров и расчетные формулы для них. R для НЧ ГГ берется равным ее импедансу Z на частоте среза ФНЧ 150 Гц, а для ФВЧ равным импедансу сателлита z на частоте среза ФВЧ 185 Гц (формула на поз. 6). Определяются Z и z по схеме и формуле на рис. выше (со схемами измерений). Рабочие схемы фильтров даны на поз. 2. Если вам больше по душе докупить конденсаторов, а не мотать катушки, точно такие же по параметрам можно составить из П-звеньев и полузвеньев.
Данные и схемы для изготовления фильтров простого сабвуфера с независимыми излучателями
Затухание ФНЧ в полосе непропускания 18 дБ/окт, а ФВЧ 24 дБ/окт. Такое откровенно нетривиальное соотношение оправдано тем, что сателлиты разгружаются от НЧ и дают звук чище, а отраженный от ФВЧ остаток НЧ отправляется на НЧ динамики и делает басы глубже.
Данные к расчету катушек фильтров даны на поз. 3. Располагать их нужно взаимно перпендикулярно потому, что K-фильтры работают без магнитной связи между катушками. При расчете задаются размерами катушки и по найденной в порядке расчета фильтра индуктивности определяют количество витков. Затем с помощью коэффициента укладки находят диаметр провода в изоляции, он должен получиться не менее 0,7 мм. Выходит меньше – увеличиваем размеры катушки и пересчитываем.
Настройка
Настройка данного сабвуфера сводится к выравниванию громкостей басовиков и сателлитов на соотв. частотах среза. Для этого сначала готовят комнату к акустическим измерениям, как описано выше, и тестер с мостом и трансформатором. Далее понадобится конденсаторный микрофон. Для компьютерного придется сделать какой-нибудь микрофонный усилитель (МУС) с подачей смещения на капсюль, т.к. обычная звуковая карта не может одновременно принимать сигнал и эмулировать ГЗЧ, поз. 4. Если найдется конденсаторный микрофон со встроенным МУС, хотя бы старенький МКЭ-101, отлично, его выход подключают прямо к первичной (меньшей) обмотке трансформатора. Процедура измерений несложна:
- Микрофон закрепляют напротив геометрического центра сателлитов на расстоянии по горизонтали 1-1,5 м.
- Отключают от УМЗЧ сабвуфер и подают сигнал 185 Гц.
- Записывают показания вольтметра.
- Ничего не меняя в комнате, отключают сателлиты, подключают саб.
- Подают на УМЗЧ сигнал 150 Гц, записывают показания тестера.
Теперь нужно рассчитать выравнивающие резисторы. Выравнивают громкости, приглушая более громкие звенья по последовательно-параллельной схеме (поз. 5), т.к. необходимо сохранить неизменными по модулю найденные ранее значения Z и z. Расчетные формулы для резисторов даны на поз. 6. Мощность Rг – не менее 0,03 от мощности УМЗЧ; Rд – любая от 0,5 Вт.
Тоже просто
Еще вариант простого, но уже настоящего сабвуфера – со спаренной НЧ ГГ. Спаривание НЧ динамиков – очень эффективный способ повысить класс их звучания. Конструкция сабвуфера на спарке старых 10ГД-30 дана на рис. ниже.
Оформление – весьма совершенное, бандпасс 6-го порядка. Басовый усилитель – на TDA1562. Можно использовать и другие высокодобротные ГГ с относительно небольшим ходом диффузора, тогда, возможно, придется делать настройку подбором длины труб. Производится она по контрольным частотам 63 и 100 Гц след. образом (контрольные частоты не являются резонансными акустической системы!):
- Готовят комнату, микрофон и приборы, как описано выше.
- Подают на УМЗЧ попеременно 63 и 100 Гц.
- Изменяют длины труб, добиваясь разницы показаний вольтметра не более 3 дБ (в 1,4 раза). Для гурманов – не более 2 дБ (в 1,26 раза).
Настройка резонаторов взаимозависима, поэтому трубы нужно двигать согласно: выдвинул короткую, на столько же, пропорционально ее исходной длине, задвинул длинную. Иначе можно вовсе расстроить систему: пик оптимума настройки у 6-го бандпасса очень острый.
- Провал между 63 и 100 Гц – перегородку нужно сдвинуть в сторону большего резонатора.
- Провалы по обе стороны 100 Гц – перегородку сдвигают в сторону меньшего резонатора.
- Всплеск ближе к 63 Гц – нужно увеличить диаметр длинной трубы на 5-10%
- Всплеск ближе к 100 Гц – то же, но для короткой трубы.
После любой из подгоночных процедур делается перенастройка сабвуфера. Для ее удобства полную сборку на клею вначале не делают: перегородку плотно примазывают пластилином, а одну из боковых стенок ставят на двухсторонний скотч. Следите, чтобы не было щелей!
Трубы для резонаторов
Готовые коленчатые трубы для акустики продаются в музыкальных и радиомагазинах. Телескопическую акустическую трубу можно сделать своими руками из обрезков пластиковых или картонных труб. В том и другом случае поперек внутреннего устья нужно прочно приклеить 2 отрезка лески: один внатяг, другой выступающей наружу петлей, см. рис. справа. Если трубу нужно раздвинуть, на тугую леску давят карандашом и т.п. Если укоротить – тянут за петлю. Настройка резонатора с трубой таким образом ускоряется во многие разы.
Мощный 6-й порядок
Чертежи бандпасса 6-го порядка под 12” ГГ даны на рис. Это уже солидная напольная конструкция на мощность до 100 Вт. Настраивается, как и предыдущая.
Чертежи сабвуфера бандпасс 6-го порядка под 12″ динамик
4-й порядок
Вдруг в вашем распоряжении окажется 12” высокодобротная ГГ, на ней можно будет сделать бандпасс 4-го порядка того же качества, но более компактный, см. рис; размеры в см. Однако настроить его будет намного сложнее, т.к. вместо манипуляций с трубой большего резонатора придется сразу же двигать перегородку.
Сабвуфер бандпасс 6-го порядка под 12″ динамик
Электроника
К басовому УМЗЧ для сабвуфера предъявляется то же, что и к фильтрам, требование полной линейности ФЧХ. Удовлетворяют ему УМЗЧ, выполненные по мостовой схеме, она же на порядок снижает нелинейные искажения интегральных УМЗЧ с не комплементарным выходом. УМЗЧ для сабвуфера мощностью до 30 Вт можно собрать по схеме на поз. 1 рис; 60-ваттный по схеме на поз. 2. Активный сабвуфер удобно делать на одной микросхеме 4-канального УМЗЧ TDA7385: пару каналов пускают на сателлиты, а другие два включают по мостовой схеме на саб, или же, если он с независимыми ИЗ, пускают на басовики. TDA7385 удобна и тем, что для всех 4-х каналов у нее общие входы функций St-By и Mute.
По схеме на поз. 3 получается хороший активный фильтр для сабвуфера. Усиление его нормирующего усилителя регулируется переменным резистором на 100 кОм в широких пределах, поэтому в большинстве случаев отпадает довольно-таки муторная процедура выравнивания громкостей саба и сателлитов. Сателлиты в таком варианте включаются без ФВЧ, а в усилители СЧ-ВЧ встраивают потенциометры предустановки громкости со шлицами под отвертку.
Возможно, вам захочется рассчитать щелевой саб с нуля, а не возиться с перенастройкой сабвуферов-прототипов под свой динамик. В таком случае пройдите по ссылке: //cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php . Автор, надо отдать ему должное, сумел на уровне «для чайников люминевых» объяснить, как с помощью современных софтов рассчитать и сделать высококлассный сабвуфер. Однако в большом деле не без промашки, поэтому, изучая источник, имейте в виду:
И все-таки…
Самому сделать саб дело увлекательное, полезное для развития ума и мастерства, к тому же хороший басовый динамик стоит раза в полтора дешевле пары классом ниже. Однако на контрольных прослушиваниях и матерые эксперты, и случайные слушатели «с улицы» при прочих равных условиях однозначно отдают предпочтение системам озвучивания с полным разделением каналов. Так что прикиньте сначала: а не придется ли вам все-таки по рукам и кошельку пара раздельных колонок?
Для получения в автомобильной аудиосистеме частот низшей части звукового диапазона, таких, которые должен создавать настоящий сабвуфер, недостаточно ограничиться выбором подходящих динамиков. Динамик должен получить определенное акустическое оформление, разместившись в подходящем объеме с учетом геометрических особенностей места расположения в автомобиле. Акустическое оформление сабвуфера позволяет построить заданный бас как по уровню, так и по тембральной окраске.
При проектировании сабвуферного корпуса учитываются многие параметры. Это и чисто технические характеристики, такие как: резонансная частота, эквивалентный акустический объем и добротность сабвуферного динамика, принципиальная возможность размещения сабфуферного корпуса внутри автомобиля, и, наконец, предпочитаемые автовладельцем музыкальные жанры.
Расчет геометрии сабвуферного корпуса с целью получения необходимого звучания производится на компьютере, с учетом технических параметров конкретных динамиков. Часто производители сабвуферных динамиков предлагают готовые варианты корпусов, однако нужно заметить, что во многих случаях они далеко не оптимальны, что приводит к некоректной работе сабвуфера и автомобильной аудиосистеме в целом.
Существует несколько общепринятых технических решений по изготовлению сабвуферных корпусов, позволяющих придать басу необходимую окраску.
Закрытый ящик
Сабвуферный динамик помещается в закрытый объем. Имеет наиболее равномерную АЧХ. Имеет хорошие импульсные характеристики. Наиболее подходящий для прослушивания классической музыки, а также джазовых и рок композиций.
Фазоинвертор
Применение корпуса с фазоинвертором в качестве акустического оформления позволяет увеличить КПД динамика, а также путем расчета фазоинвертора и объема корпуса получить усиление баса. Корпус с фазоинвертором, при правильном расчете и исполнении, может быть реализован для воспроизведения практически любого музыкального жанра. КПД такого сабвуфера выше, чем в закрытом ящике.
Stealth
В варианте корпуса "стелс" (stealth) возможно реализовать акустическое оформление закрытый ящик и фазоинвертор. Применяется, когда требуется максимально сохранить объем багажного отсека и при этом получить качественный сабвуфер в автомобиле. Для получения необходимого объема используются всевозможные ниши и полости автомобиля, обычно скрытые за декоративными облицовками, или обивкой салона. Корпус изготавливается из стеклоткани, что позволяет получить относительно тонкие, но жесткие стенки, а также необходимую индивидуальную форму для размещения внутри выбранной ниши.
Free-Air
Динамики, применяемые для установки во free-air рассчитаны для работы в бесконечном объеме. Таковым может считаться объем багажника. Данное решение привлекательно тем, что нет отдельного корпуса. Плюс - не уменьшается полезный объем багажника и относительно простая реализация. Минус - данный вариант применим только на автомобилях типа седан, а также качество и уровень баса зависит от заполнения багажника.
Band-pass
Band-pass, грубо говоря представляет собой закрытый объем, разделенный перегородкой, в которую врезается басовый динамик. Есть более сложные конструкции. По сути дела это акустический фильтр высокого порядка настроенный на определенную частоту. Отдача становится еще выше, но полоса сужается. Band-pass наиболее часто применяется для воспроизведения рэп"а, когда основными требованиями являются активность низких частот и более высокое звуковое давление.
Принятие решения о применении того или иного акустического оформления сабвуфера обычно происходит на самом первом этапе, когда задуманная акустическая система существует только на бумаге в виде проекта.
На последнем этапе для изготовленного сабвуферного корпуса подбирается соответствующая отделка, позволяющая сабвуферу органично вписаться в интерьер автомобиля и стать его неотъемлемой частью.
