СТАЦИОНАРНЫЙ РУПОРНЫЙ САБВУФЕР

Что такое параметры T/S (Тиэля Смола) и как они помогут мне выбрать самый подходящий для моих условий динамик????
И так что же кроется за параметрами Тиэля Смола. Для начала я дам вам описание самых распространенных (полезных) параметров T/S (Тиэля Смола), а ниже объясню как вы сможете их использовать для выбора самого подходящего динамика для вашей аккустической системы. Объяснение будет постым, я не буду вникать в математические и механические нюансы данных параметиров, что бы все было понятно даже новичку.

fs: Driver free air resonance.
fs: основной резонанс динамической головки (так же еще называют резонанс в открытом воздухе -без оформления

Можно сказать что это условия при которых все дижущиеся части динамической системы синхронизированы итли входят в резонанс. Резонанс довольно сложно объяснить, проще понять это явление если попросту сказать что очень тяжело получить с помощью динамика частоту ниже частоты его осоновного резонанса.

К примеру грубо говоря динамик с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 60 Hz (Гц), не будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) очень хорошо.

Динамик же с частотой основного резонанса (fs: Driver free air resonance) = 32 Hz (Гц), будет воспроизводить частоту в 35 Hz (Гц) довольно уверенно, если ваше акустическое оформление будет настроено на воспроизведение столь нихких частот. Эти два обяснения очень хорошо подходят для выбора динамика для оформления ФИ (фазинвертер), ЗЯ (Закрытый Ящик) и band-pass (банд пасс). В случае рупорного сабвуфера этот параметр не столь критичен, так как там динамик скорее используется как поршень, а частоту создает само оформление сабвуфера в виде рупора.

Qts: Driver total Q.
Qts: Общая добротность динамика

Иногда в этом параметре опускается буква Q, так как Это сокращение слова (качество - добротность). Итак Qts это общая добротность динамика, которая включает в себя електрическую и механическую добротность. Qts - дает нам понять, насколько сильна моторная (магнитная) система динамика. Динамики с малой общей добротностью системы (около 0,20(будут иметь большой магнит и смогут двигать диффузор динамика с большой силой. Это делается для тугих (жестких) динамиков. Динамик с Qts = 0,45 будут иметь меньший магнит и соответственно меньшую силу для движения диффузора. Таким образом низкое значение Qts дает сильный (жесткий, плотный) и острый звук, но с малым весом или низким басом и большим Qts получается протяжный и сильный звук который дает вам очень много низкочастотного давления. Остерегайтесь динамиков с большим Qts, более 0,6. Для нормальной работы таких динамиков вам потребуются огромные аккустические оформления (короба), так как с нормальными (реально разумными) размерами акустического оформления вы не получите от этих динамиков много басовой составляющей. Такие динамики лучше использовать в задней олке вашего авто, где они получат много свободного пространства за своей спиной.

Qms: Driver mechanical Q
Qms: Механическая добротность динамика

Qms - механическая добротность динамика, дает представление о всех механических параметрах динамика вместе. Это выражение контроля создаваемого жесткостью подвеса.

Qts (общая добротность динамика) состоит из електрической добротно Q (Qes) и механической добротности Q (Qms)

Qms рассчитывается как

Fs sqrt(Rc)
Qms = -------------------
f2 - f1
Динамик с большой мехнической добротностью Qms может играть более открыто, чище и иметь больший динамический диапазон. Потому что такие динамики будут иметь меньшие потери. Резиновый круговой подвес более гибкий, бумажный подвес, который является частью дииффузора более конструктивен, они имеют больший воздушный поток и обычно соответственно большую чувствительность. Таким образом механическая добротность очень хороший индикатор енергетического запаса динамика.

Qts это всего лишь произведение Qes и Qms и понимания что означают эти величины, очень важно при конструировании акустических систем.
Qts Vas и fs все что нужно для вычисления размеры вашего будущего акустического оформления (короба), со временем когда вы перейдете на более профессиональный уровень конструирования, такие величины как Qes и Qms станут для вас необходим условиям для последующей работы.

BL: Driver motor strength.
BL: Магнитная сила динамика

BL: Чем больше это значение тем сильнее мотор (магнитная система). Динамики с большим BL уровнем (30 и более) могут контролировать собственный диффузор очень четко. Обычно эти динамики имеют очень большие магниты и весят очень много. Примите на заметку что динамики с большим BL уровнемобычно имеют низкое значение Qts - общей добротности. Динамики с низким значением BL (20 и менее) контролируют свой диффузор менее жестко. Эти динамики не будут столь жесткими (тугими) как их собратья. Они будут в большинстве случаев иметь большое значение Qts (более 0,28). Я называю эти динамики - грязевые динамики, из за их протяжного и объемного баса с довольно плохой моментальной реакцией.

Vas: Volume of air equal to the driver compliance.
Vas: Эквивалентный объем динамика

Он дает понятие о том насколько тугой подвес у динамика. Значение дается в литрах или в кубических дюймах. Есть много параметров влияющих на Эквивалентный объем, так что мы не можем сказать что большое значение параметра Vas лучше. На еквивалентный обхем влияет подвес динамика, размер диффузора и даже температура воздуха. Это самый трудно определяемы параметр. Его значимость труднее всего оценить.

Mmd: Mass or weight of the speaker cone assembly.
Mmd: Масса или вес движущейся системы динамика

Выражает насколько тяжелый диффузор, катушка и другие движущиеся части. 18 дюймовый динамика с Mmd около 100 грамм будет иметь довольно легкий диффузор и будет более еффективен нежели динамики с более тяжелыми диффузорами. Лешкий диффузор двигается быстрее. Легкий диффузор так же имеет большой Qts, но не всегда. Это дает им приимущество в моментальной реакции чем легче диффузор, тем быстрее реакция, но слабый мотор динамика может повлиять на увеличени общей добротности динамика Qts, что компенсирует все приимущества лугкого диффузора. Динамики с Mmd более 200 грамм будут иметь тяжелые диффузоры. Они обычно менее продуктивны (имеют маленькую еффективность), имеют двойные корзины и низкий Qts. Динамики с тяжелыми диффузорами имеют более медленны звук, но не всегда имеют низкий Qts и большой BL. Сила мотора динамической системы может противодействовать весу тяжелого диффузора и давать быструю реакцию и большую еффективность. Не путайте Mmd и Mms. Mms это общий вес динамика в сборе. Некоторые программы хотят что бы вы ввели Mmd и по нему считают Mms, другие наоброт.

Sd: Effective driver radiating area.
Sd: Эффективная площадь диффузора динамика.

Дается в кавадратных сантиметрах. Обычно означает насколько велика область динамика которой он двигает воздух. Большие динамики соответственно имеют большую площадь, маленькие - маленькую. Стандартная площадь диффузора для динамика 18 дюймов - 1150 квадратных сантиметров, а 15 дюймовый динамик имеет площадь около 890 квадратных сантиметров. Правда глубина диффузора зачастую тоже берется в рассчет. Более глубокий диффузор даст большую площадь диффузора с тем же диаметром. Именно поэтому вы видите разные эффективные площади динамиков одинаковых по диаметру. Те которые имеют большую эффективную площадь обычно либо более глубокие либо имеют меньший подвес, что увеличивает их эффективную площадь.

xmax: The amount of voice coil overhang.
xmax: Сдвиг диффузора (звуквовй катушки) в миллиметрах

Отражает расстояние в миллиметрах которое проходит катушка, от самой дальней точки до самой нижней относительно магнита. Динамики с xmax 10 мм может двигать диффузор в два раза дальше чем динамик с xmax =5. Не путайте xmax с maximum excursion (максимальное выдвижение диффузора).
maximum excursion - максимальное выдвижение диффузора можно охарактеризовать двумя способами
1. выдвижение диффузора назад до момента пока катушка не упрется в магнит
2. выдвижение диффузора вперед до момента пока он не будет остановлен максимольно возможным выгибом подвеса.
xmax это расстояние которое может проходить катушка находясь в магнитном поле динамика. Нет никакого смысла выдвигать катушку за пределы магнитного поля динамика, потомучто за пределами поля катушка будет не под контролем мотора динамической системы.
Большее значение xmax означает что катушка может двигаться вперед и назад довольно далеко находясь все время под контролем мотора динамической системы (магнитного поля). Возьмите на заметку, что величина xmax в 5 мм означает что диффузор (катушка) может ходить на 5 мм вперед и на 5 мм назад находясь под контролем мотора динамической системы.

Vd: Displacement volume.
Vd: Сдвигающая громкость (дословно)

Эту величину часто используют те у кого большой аппетит к динамикам более 24 дюймов.Vd это Sd умноженое на xmax. Это величину можно представть как колличество воздуха которое сможет сдвинуть динамик за один проход. Я описал этот параметр ниже Sd и xmax именно потому что оба они включены в данную величину. В принципе для того что бы создать звуковое давление которое вам нужно, вы должны сдвитгать воздух, и чем ниже частота которую вы хотите воспроизвести тем больше воздуха вам прийдется сдвинуть. Вы можете это сделать большим диффузором, у которых больше эффективная площадь диффузора или вы можете это сделать меньшим динамиком которые могут двигаться туда и обратно на большее расстояние (имеют больший xmax). Итак 18 дюймовый динамик с эффективной площадью диффузора 1150 квадратных сантиметров и xmax 5 мм сможет сдвинуть 5750 кубических сантиметров воздуха за раз. Можно представить себе это как веер который имеет перед собой много воздуха, и когда вы быстро его сдвинете он направит этот воздух на вас, очень быстро и с постоянной ритмичностью - это и есть динамик. Теперь возьмем как пример динамик Precision Devices PD 1850, он имеет 11,25 мм xmax и эффективную площадь Sd равную 1150 квадратным сантиметрам. Его Vd будет равен 12 975 кубических сантиметров. Он толкает 12 975 кубических сантиметров воздуха на кого то, это намного больнее (сильнее) чем 5750 кубических сантиметров. Некоторые заметили что 12 975 кубиков практически вдвое больше нежели 5750, именно поэтому я предпочитаю работать с динамиками типа PD 1850. Сравнивать величины Vd очень полезно что бы понять сколько баса может воспроизвести динамик, а многие люди этого просто не знают.

no: Free air reference efficiency.
no: Продуктивность динамика в открытом воздухе (грубо говоря)

Дается величина в процентах. Я нашел ее более полезной чем чувствительность которую указывают разработчики. Многие величины чувствительности специально раздуты разработчиками, некоторые разработчики даже не указывают no, они лишь дают величину чувствительности. no - это чувствительность динамика до того как разработчики втулили его в короб и замеряли величины верные для этого динамика по их мнению. Для басовых динамиков no в 3,8% до 5% очень очень хороший показатель, динамик обычно при таких параметрах будет иметь чувствительность в 97,9 до 99 (dB)Дб. Наиболее часто динамики встречаются с no около 1,8 - 3,8% и эти динамики будут менее еффективны.А динамики с no = 1,8% будут давать чувствительность в 94,7 (dB)Дб а 3,8% - 97,9 (dB)Дб. Величины даются в 1W/1m (1 Ватт/1 метр). Как правило динамики с большим xmax имеют маленькую величину no. Потому что они имеют длинные катушки которые тяжелы для мотора динамика, что бы двигать их с такой чувствительностью. Поэтому вам прийдется дополнительно вложится в усилитель который раскачает такой динамик, либо взять динамик с большей чувствительностью и при этом сэкономить на усилителе. Вы никогда не получите Огромную мощь от динамика с малым xmax по сравнению с той что сможете выжать из динамика с большим xmax, но вы всегда получите максимум который возможен на данной мощности от динамика с большей чувствительностью с малым xmax. Если вы никогда не раскачиваете свои динамики серъезно тогда используйте чувствительные динамики, динамические головки с малой величиной xmax обычно економят вам деньги на приобритении самого динамика в первую очередь, а так же им нужны менее мощные усилители что бы получить все что возможно от такого рода динамиков. Вы такж получите приимущества от малого веса.
Если вы раскачиваете свои динамики серъезно и хотите максимальной отдачи от них в аккустических оформлениях (рассчитаных вами размеров), тогда вам нужно использовать динамики с длинными катушками и которые имеют большой ход диффузора. Тапк же вам потребуется серъезный бюджет на усилители, обычно требуется более килловата что бы дотянуть их до максимального вылета, сказывается недостаток чувствительности.
Если я имею 500 - 750 Ватт в запасе что бы дать на каждый динамика, тогда я буду использовать более чувствительные динамики, с маленьким xmax. Если вы в данном случае используете мало чувствительные динамики с большим xmax, вы не молучите столько мощности и я смогу создать куда более сильное звуковое давление с такими же динамиками с большей чувствительностью на тех же усилителях.

Если я буду иметь возможность пригрузить динамики 1000 Ватт каждый, я буду использовать менее чувствительные с большим ходом динамики. Таким образом вы получите больше мощности, однако и давить вам их придется сильнее.
Можно объяснить это все доходчиво таким образом.
Если у меня рядом есть клуб и в нем стоят усилители по 100 Ватт на канал и качаюь динамики по 15 дюймов в рупорном оформлении, которые просто таки поражают меня своим звуковым давлением. Если я куплю динамики 18 дюймов с длинным ходом диффузора (xmax = 10 мм) и подсоединю их к тем же усилителям по 100 Ватт я даже не услышу заработали 18 дюймовики или нет (хотя при покупке я наверно рассчитывал переорать 15-ки) .
Разница в том, что они имеют очень чувствительные динамики которые дают полную звуковую мощь на 100 Ваттах и они будут раскачаны до максимума, они никогда не смогут дать больше мощности, даже если я принесу в этот клуб усилители в 1500 Ватт. Но если я куплю 1500 Ватт усилители и подсоединю их к моим 18-кам я скорее всего подыму весь район вместе с клубом. Правда мне надо будет только 500 Ватт что бы получить еквивалентную звуковую мощь от моих динамиков,с той которую я слышу в клубе (при их 100 Ватовых усилителях).

Power compression
Потери мощности (перевод по смыслу)

Не параметр из линейки T/S (Тиэля Смола), но очень полезно оценить если параметр дается производителем. Дается он в dB (Дб), часто скрывается производителями. Величина отображает чувствительность которую динамик теряет в следствии нагрева катушки. Плохие динамики теряют 5 - 6 dB (Дб). Динамики получше около 3 - 5 dB (Дб) при максимальных нагрузках. Существует несколько динамиков имеющих Power compressio менее 3dB (Дб). JBL Заявляет 2,8 dB (Дб) для одного из своих динамиков 18 дюймов, и считает это рекордом. Смешно однако Precision Devices имеет 18 дюймовый динамик с величиной потерь равной 1.6 dB при максимальной нагрузке. Так что если у вас в наличии имеется драйвер PD 1850 - 600 watts и вы пустите столько же мощщи на динамик с потерями в 4,6 dB (Дб) динамик PD 1850 будет на 3 dB (Дб) громче. Именно поэтому я обращаю внимание на мелочи. PD 1850 3 dB (Дб) громче и сможет сдвинуть намного больше воздуха нежели многие другие динамики размером 18 дюймов.

Примите к сведению что вам придется оценить многие параметры и уже потом составить собственный окончательный список. Существеут еще много параметров о которых я вам могу поведать, однако мне бы пришлось углубиться в мир математики и физики и все это свелось бы к тому что многие из них объясняли бы все то же что я описал выше.
Вам действительно надо знать точные параметры fs, Qts и Vas что бы создать аккустическое оформление, другие же параметры просто дададут вам точное представление о том как этот динамик будет работать в данном оформлении. Эти три параметра fs, Qts и Vas будут наиболее полезны они подскажут вам как наиболее рационально использовать динамик.
Если вам нужен динамик для рупора, правильный рупор с длинной более 1,8 метра, проверьте что динамик имеет Qts настолько маленькое насколько это возможно и самый сильный магнит который вы сможете найти. Параметр силы магнита дается в BL, поэтому чем он больше тем лучше. Так что не пихайте динамик с Qts = 0,48 и BL = 17 в рупор. Он не сможет двигать воздух в рупоре и просто разрушится если вы будете подавать на него большую мощность в течении длительного периода времени. Эти динамики с большим Qts просто таки просятся в вентилируемые боксы (как то ФИ - фазоинвертер). Если ваш динамик с Qts = 0.48 и Vas = 290 и Fs=35 тогда оптимальное решенире для него в виде ФИ будет объемом в 400 литров, это очень большой короб, но мы говорили выше что чем больше Qts тем больше короб нам нужен. Если мы оставим Vas и fs такими же, и уменьшим Qts до 0,35 тогда оптимальный размер будет 139 литров, что намного меньше. Так что для оформлений типа ФИ подоходят динамики с Qts’s 0.28 - 0.45. Динамики с Qts’s менее 0,28 будут чудесно работать в рупорах. Для параметров более 0,45 вы будете иметь огромные короба, в этом случае лучше всего устанавливать эти динамики в заднюю полку авто, либо в короба меньших размеров, однако при этом вы проиграете в отдаче баса.
Если мы посмотрим на другой динамик 18 дюймов, который имеет Qts = 0,19 и Fs = 40 и Vas = 230 liters (литров) и вычислим оптимальные размеры бокса для ФИ он будет размером в 22,5 литра. Вы скажите прекрасно, маленький сабвуфер, но на самом деле все не так хорошо, в таком оформлении динамик будет иметь f3 point = 112 Гц (Hz). Так что даже 60 Гц Hz буду воспроизводится очень громко. Єто динамик просто идеален для рупора, засуньте его в реально длинный рупор и отойдите подальше. f3 point это точка в которой бас преодалевает уровень в -3Дб (db). Если вы поняли все то что мы описывали выше, попробуйте угадать какой из преведенных выше двух динамиков будет иметь уровень BL ниже.Вы будете правы если скажете что это первый динамик с Qts = 0.48.

Vb: Internal volume of a ported enclosure.
Vb: Внутренний объем Фи (фазинвертор)

Vc: Internal volume of a closed box.
Vc: Внутренний объем ЗЯ (закрытый ящик)

Fb: Tuning frequency of a ported enclosure.
Fb: Частота на которую настроен ФИ

Fс: Tuning frequency of a closed box
Fс: Частота на которую настроен ЗЯ

Рассчет рупорного сабвуфера - программа HORNRESP (Horn Loudspeaker Response Analysis Program)
СКАЧАТЬ ПРОГРАММУ

Конструкция данного рупорного сабвуфера, имеет наверно наименьшею популярность из-за своей сложности. Однако при всем при этом данный сабвуфер имеет самое большое звуковое давление среди всех аккустических оформлений низкочастотных звуковых головок (ЗЯ-закрытый ящик, ФИ - фазоинвертер, Банд-пасс разных порядков).

Данное оформление является аналогией сабвуферов с полосовыми свойствами частотной характеристики, такими как банд-пасс, однако как говорилось выше сабвуферы типа рупор имеют значительно более высокое звуковое давление, и при всем при этом порой более маленькие размеры. Значительный плюс такого оформления что параметры динамика зачастую не значительно влияют на итоговую частотную характеристику.

Как мы видим на фото, всем известная система рупор имеет простую конструкцию....
Вследствии того что в идеале строить такую систему не целесообразно по ряду причин, в часности и не рациональное использование площадей и объемов.

Вследствии этого рупор делится на сегменты и сворачивается посегментно так как мы видели вначале стетьи.

Задаются длинны (L12 L23) и площади окна (S1 S2)

В рассчете такого сабвуфера нам поможет программа HORNRESP (Horn Loudspeaker Response Analysis Program) VERSION 8.40
Программа имеет вид (на первый взгляд ужасающе - все эти параметры нам нужно ввести)

Итак первый основной сегмент у нас помечен красным цветом.
Тут задаются всем известные параметры Тиеля Смола (TS параметры)

VRC - это задний объем камеры...ЗЯ который ЗА ДИНАМИКОМ
LRC - длинна камеры... при не правильной длинне звучать бедт не так...поэтому ее и указываем что б не ругался??? (однако на АЧХ не влияет)
FR и TAL - заполнение синтепоном но ПОЧЕМУТО на АЧХ не влияет... (слшком мало влияние для полосового офрмления +-1 дб
VTC - объём предрупорной камеры которая перед диффузором
ATC - тоже не влияет (можно ноль)

Для того что было понятно что такое VTC (предрупорная камера перед диффузором) возьмем другую картинку....на ней...объем это расстояние от диффузора до прорези фактически окна - которое пропускает воздух непосредственно в рупор.

Осталось послдеднее поле - желтое
Тут остается наше творчество...мы можем меняя параметры достичь той АЧХ, которая нас устраивает.

ANG VEL и DEN CIR - не трогаем єто угол замера ачх, скорость и плотность воздуха
S-ки и L-ки надо самому придумывать, как говорилось выше это длинны и площади окна сегмента
Тут требуются некоторые объяснения.
Первое окно (S1) гдето 20-40% от площади диффузора (обычно вроде около 20-25)
Так же надо заметит, при вводе L-ок (нажимая на L34 к примеру можно изменить вид измерения на CON и EXP)

Ну я думаю разницу вы поняли, если что направление дал... можете эксперементировать смотреть на графики и схемы и делать выводы
F-ки это частоты среза каждого сегмента сабвуфера, программа расчитывает их сама...

Еще вариант рупорного сабвуфера под 18дюймовый динамик

Так выглядит рупорный сабвуфер в уже готовом виде. Чертежи этого сабвуфера приведены ниже.

Для изготовления нижней фигурной части используется фанера толщиной 3 мм, которая слой за слоем наклеивается друг на друга до получения толщины 18 мм.

Еще один вариант рупорного сабвуфера про принципу равномерного расширения

Описание взято с какого иностранного форума, переводить стало лень, однако кое какие пояснения необходимы. Первоначально чертеж сабвуфера у ребят имел следующий вид:

Как видно из рисунков произошло уменьшения высоты сабвуфера, что повлекло изменение рабочей частоты. Напомню, что длина раструба зависит от желаемой частоты резонанса. При изготовлении рупоров с равномерным расширением КПД сабвуфера получается несколько меньше, чем у расширяющегося по экспоненте, однако расчеты для такого рупора довольно просты. Длина рупора вычисляется по формуле L = 344 / F, где L - длина рупора, 344 - скорость звука м/с, F - частота резонанса.
Однако рупор акустической системы может быть выполнен двумя способами:
1. Закрытого типа, когда в раструб "уходит" лишь одна сторона дифузора, а вторая работает на закрытый ящик. В этом случае длина рупора может составлять как полуволновую длину, так и четверть волновую. Для примера возьмем частоту 40 Гц. Полуволновой рупор будет иметь длину L = 344 / 40 = 8,6 м / 2 = 4,3 м. Четверть волновой расчитывается также, но полная длина рупора делится уже не на 2, а на 4 и в результате мы получаем L = 344 / 40 = 8,6 м / 4 = 2,15 м.

2. Рупор открытого типа излучает одной стороной дифузора в пространство, а второй в раструб рупора. В этому случае необходим сдвиг фазы на 180 градусов, чтобы обе стороны дифузора излучали в пространство сигнал одной фазы. Поэтому длина рупора должна иметь половину длины волны звукового сигнала, следовательно длина рупора может быть только полуволновой, т.е. для частоты 40 Гц длина будет составлять L = 344 / 40 = 8,6 м / 2 = 4,3 м. На нижнем рисунке длина рупора получается примерно чуть юольше 3 м, следовательно оптимальная частота для рупора будет составлять 50...55 Гц.

Именно это и показывает программа расчета длины рупора:

От 20 до 80 Гц АЧХ сабвуфера имеет ровную плоскость, а выше уже начинаются "качели" вызванные фазовыми искажениями. Эти "качели" следует "обрезать" фильтрами для сабвуферов, которые не дают попадать на вход усилителя мощности частотам выше 100 Гц.
Далее несколько фоток по сборке сабвуфера

С разнуми динамическими головками параметры сабвуфера имеют вид:

Правда не понятно с каким динамиков какие графики получились у этой акустической системы, тем не менее вывод сделать можно один - у данного сабвуфера дольно большая отдача по низким частотам.

Адрес администрации сайта:

НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:

Перед началом проектирования и сборки короба необходимо определиться с выбором динамика. Рекомендуем остановить свой выбор на 10-12 дюймовых импортных динамиках, так как они наиболее часто используются в автомобильных сабвуферах и лучше всего подходят. Как подобрать динамик для сабвуфера мы подробно рассказывали в предыдущей статье. Конструкция короба также имеет важное значение: от нее зависит качество и громкость звучания низких частот.

Какими бывают короба для сабвуфера?

Существует несколько типов ящиков для сабвуфера. От конструкции короба напрямую зависит качество звука , которое Вы получите на выходе. Ниже представлены наиболее популярные типы сабвуферов:

Закрытый ящик — наиболее простой в изготовлении и проектировке, его название говорит само за себя. Низкочастотный динамик помещается в герметичный деревянный корпус, который улучшает его акустические характеристики. Изготовить сабвуфер в авто с таким корпусом довольно просто, однако он имеет самый низкий КПД.

Бандпас 4-го порядка — это тип сабвуфера, корпус которого разделен на камеры. Объемы этих камер разные, в одной из них размещен динамик, а во второй — фазоинвертор (воздуховод). Одной из особенностей этого типа сабвуфера является способность конструкции ограничивать частоты, которые воспроизводит диффузор.

Бандпас 6-го порядка отличается от 4-го порядка наличием еще одного фазоинвертора и еще одной камеры. Есть два типа бандпасов 6-го порядка — первый имеет один фазоинвертор, а второй два (один из них общих для обеих камер). Этот тип короба является наиболее сложным в проектировании, но выдает максимальный КПД.

Фазоинвертор — сабвуфер со специальной трубкой в корпусе. Она выводит воздух и обеспечивает дополнительное звучание от задней части динамика. По сложности в изготовлении и качеству звучания этот тип нечто среднее между закрытым ящиком и бандпасом.

Желая получить наиболее качественное звучание, можно остановить свой выбор на бандпасах. Но конструкция этого типа имеет множество деталей, которые надо тщательно спроектировать и просчитать. Все это можно сделать с помощью специальной программы WinlSD, которая не только определит оптимальный размер и объем сабвуфера, но и создаст его 3D модель, а также просчитает размеры всех деталей.

К сожалению, эта программа требует хотя бы минимальный знаний в этой сфере и рядовому автолюбителю навряд ли удастся сделать все верно с первого раза. Тем более, для того, чтобы программа правильно работала, ей необходимы некоторые параметры динамика, которые также известны не всем. Если Вы не планируете принимать участие в соревнованиях по авто-звуку советуем отбросить бандпасы.

Интересуетесь автотюннингом? Подробная инструкция по установке парктроника своими руками специально для вас!

А вы знаете, что такое типтроник? Читайте о плюсах и минусах этой коробки передач.

Фазоинвертор будет наиболее оптимальным решением для самодельного сабвуфера. Этот тип короба хорош тем, что трубка (фазоинвертор) позволяет лучше воспроизводить самые низкие частоты. Фактически это дополнительный источник звука, который содействует звучанию сабвуфера и повышает КПД.

Какие материалы нам потребуются для сборки сабвуфера?

Материал для изготовления короба сабвуфера должен быть прочным, плотным и хорошо изолировать звук. Для этого отлично подойдет многослойная фанера или ДСП . Основные преимущества этих материалов — доступная цена и простота в обработке. Они достаточно прочны и обеспечивают хорошую шумоизоляцию. Мы будем делать сабвуфер из многослойной фанеры толщиной 30 мм.

Чтобы сделать короб для сабвуфера нам понадобится:

• Саморезы по дереву (примерно 50-55 мм, 100 штук)
• Шумоизоляционный материал (шумка)
• Дрель и шуруповерт (или отвертка)
• Електролобзик
• Жидкие гвозди
• Герметик
• Клей ПВА
• Карпет, примерно 3 метра
• Клемник

Чертежи короба для сабвуфера

В данной статье мы будем делать короб под сабвуфер с 12-ти дюймовым динамиком. Рекомендуемый объем ящика для одного 10-12 дюймового динамика — 40-50 литров . Рассчитать короб под сабвуфер не сложно, вот примерная схема с размерами панелей.

Стоит обратить внимание на минимальное расстояние от стенок корпуса до динамика. Оно, как и объем всего ящика, рассчитывается по внутренней поверхности.

Видео-инструкция: как самому сделать чертеж для сабвуфера

Собираем короб для сабвуфера своими руками

Можно приступать к сборке. Мы используем 12-ти дюймовый динамик Lanzar VW-124.


Его диаметр 30 см, и первое что нужно сделать это вырезать отверстие под динамик. Минимальное расстояние от центра диффузора до стенки сабвуфера — 20 см. Мы отмеряли по 23 см (20 см + 3 см ширина фанеры) от края панели и прорезали отверстие електролобзиком. Далее вырезаем отверстие под фазоинверторную щель, в нашем примере она имеет размер 35*5 см.


Вместо щели можно использовать классический воздуховод — трубку. Теперь собираем фазоинверторную щель и крепим ее к передней панели сабвуфера. Проходим по стыкам жидкими гвоздями и закручиваем саморезами.

Важно очень плотно закручивать саморезы, чтобы не оставить пустотелостей. Они будут создавать резонансные колебания, которые испортят звучание сабвуфера.

Далее собираем боковые стенки короба, предварительно смазав их жидкими гвоздями, и плотно закручиваем саморезами.


На задней крышке короба нужно вырезать небольшое отверстие под клемник. Соединяем все части корпуса. Убеждаемся в том, что мы правильно вырезали и скрепили все части.


Вставляем динамик. Смотрим, любуемся.


Переходим к внутренней отделке короба. Первое, что необходимо сделать это проклеить все стыки и щели эпоксидным клеем или герметиком. Далее с помощью клея ПВА приклеиваем на всю внутреннюю поверхность короба шумоизоляционный материал.




Теперь обтягиваем всю внешнюю плоскость короба карпетом, включая щель фазоинвертора. Крепить его можно на эпоксидный клей или с помощью мебельного степлера.


Далее вставляем и плотно прикручиваем динамик. Сабвуфер почти готов, осталось только протянуть провода от динамика к клемнику и подключить усилитель.


Усилитель мы докупали, но его также можно сделать своими руками. Это довольно сложно, так как требует знаний и практики в области радиотехники. Также можно использовать готовые наборы и схемы для радиолюбителей, вроде Мастер-КИТ, и самостоятельно проводить сборку усилителя. Единственное требование к усилителю — его максимальная мощность должны быть меньше, чем максимальная мощность динамика .

Смотрите также видео-отчет о изготовлении самодельного сабвуфера на 2 динамика

Делаем сабвуфер стелс своими руками

Надоело возить в багажнике огромный ящик? Тогда стелс сабвуфер просто создан для вас. Этот уникальный тип корпуса более практичный, чем классический ящик. Он не стоит квадратной коробкой посреди багажника и занимает меньше места. Зачастую стелс устанавливают во внутренней части крыла, иногда в нише вместо запасного колеса. Минимальный объем ящика, который требует 10-12 дюймовый динамик для нормальной работы — 18 литров.

Для изготовления пассивного стелс сабвуфера нам потребуются:

• низкочастотный динамик;
• защитная решетка и розетка для подключения к усилителю;
• провод для подключения динамика к розетке;
• многослойная фанера или ДСП (толщина 20 мм);
• небольшой кусок ДВП;
• эпоксидный клей;
• кисточка;
• стеклоткань;
• монтажный скотч;
• полиэтиленовая пленка;
• саморезы по дереву;
• дрель, лобзик.

Узнайте, какие документы нужны для замены прав при смене фамилии , и нужно ли еще раз сдавать на права.

Недавно купили новый автомобиль? Прочтите советы по обкатке нового авто от опытных автомобилистов.

Здесь /avtotovary/pokupka-avto/byudzhetnye-krossovery.html можно узнать, как правильно пользоваться и ухаживать за автоматической коробкой передач.

После выбора места, где будет установлен стелс, освобождаем багажник и приступаем к изготовлению корпуса. Можно снять обшивку багажника в том месте, где будет установлен сабвуфер, чтобы поместить его еще ближе к крылу. Первым делом стелем на пол багажника полиэтиленовую пленку. Она выполняет сразу две функции: защищает обшивку багажника от эпоксидного клея и позволяет нам сделать крепление, к которому мы прикрутим днище сабвуфера. Далее обклеиваем внутреннюю сторону крыла монтажным скотчем в два слоя.


Нарезаем стеклоткань небольшими кусками, примерно 20х20 см. На малярный скотч накладываем куски стеклоткани и проклеиваем эпоксидным клеем. Накладывать стеклоткань лучше внахлёст, чтобы не было очевидных стыков и швов.


Лепим слои стеклоткани друг на друга, попутно смазывая их эпоксидным клеем, пока толщина листа не достигнет 10 мм (примерно 4-5 слоев).


Материал будет застывать примерно 12 часов. Для ускорения процесса можно использовать лампу. Теперь вырезаем дно сабвуфера и приклеиваем к нашему корпусу. Стык обрабатываем герметиком или проклеиваем эпоксидной смолой.


В этом конкретном случае форму нужно подогнать под петли багажника, чтобы наш самодельный сабвуфер не мешал ему закрываться. После того, как мы отрезали все лишнее, вырезаем из ДСП боковые стенки и верхнюю крышку. Округлую часть изготавливаем из фанеры, мы это делали “на глаз”.

Чтобы фанере было проще придать округлую форму, ее необходимо сначала намочить, придать ей нужную форму, закрепить и дать высохнуть.

Листы ДСП необходимо проклеить эпоксидным клеем или герметиком, а затем скрепить саморезами. Короб из стекловолокна также приклеиваем с помощью эпоксидной смолы, а когда она высохнет — скрепляем саморезами.


Для лучшей герметизации можно проклеить швы еще раз . Мы наложили еще один слой эпоксидного клея и прижали конструкцию песком, чтобы клей лучше взялся.


Далее мы можем замерить переднюю панель и вырезать ее. С помощью лобзика вырезаем круг для динамика. Для того, чтобы надежно прикрепить переднюю панель к корпусу, нужно закрутить ее саморезами со всех сторон. То есть на всей внутренней части панели нужно установить бруски, на расстоянии чуть большем, чем толщина фанеры (в нашем случае мы прикрепили бруски на расстоянии примерно 25 мм от края панели). Благодаря этому мы сможем закрепить переднюю часть сверху, снизу, по бокам, и самое главное — надежно прикрепить ее к округлому элементу.


Вырезаем отверстие в торце для розетки.


В конце было решено добавить еще два слоя стеклоткани и эпоксидного клея на изогнутую часть корпуса для стелс сабвуфера.


Проводим окончательную сборку: устанавливаем розетку и подключаем к ней динамик, но пока не прикручиваем его. Далее есть два варианта — покрасить сабвуфер, либо обтянуть карпетом. Покрасить немного сложнее, так как надо сначала выровнять поверхность. Для этого мы использовали универсальную шпаклевку.


Выравниваем все наждачной бумагой, грунтуем и красим. Сабвуфер готов!

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!).

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:

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

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

Тоже просто

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

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.

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

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

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?

Современная музыка и спецэффекты в кино (например, взрывы в саундтреках фильмов) содержат много низких частот. Хотя широкополосные АС могут иметь достаточно полноценный диапазон частот, их дополняют сабвуферами, которые действительно способны внятно воспроизводить низкие частоты, что особенно актуально для насыщенной басом музыки, например EDM (электронная танцевальная музыка) или регги.

Размещение обычных АС, как правило, сравнительно простой вопрос, но размещение и конфигурация сабов имеет несколько вариантов и может быть более сложной задачей. Давайте начнем с основ.

Сабвуфер — это специализированный кабинет, который воспроизводит крайний, нижний предел частотного диапазона. Модели для студии или домашнего кинотеатра могут работать в диапазоне от 20 до 250 Гц, в звукоусилении сабы, как правило, работают от 30 до 120 Гц, с точкой кроссовера от 80 до 100 Гц. Они могут быть пассивными, питаться от внешних усилителей и процессоров, или активными, со встроенным усилением и процессингом.

В небольших системах сигнал на сабы и на основные АС отправляется с одного, главного выхода консоли, в то время как более крупные сетапы могут получать НЧ-контент только от НЧ-инструментов, таких, как басовый барабан, бас-гитара или даже бас-вокалист. В этом случае сигнал для саба отправляется на усиление через отдельный выход консоли (aux, матрица или моно-шина). Это помогает очистить «мутное» звучание нижнего края диапазона, потому что из НЧ-сигнала устраняются открытые микрофоны на сцене, которые «насасывают» шум со сцены, и которые могут быть не в фазе друг с другом.

Существует несколько различных типов сабвуферов, каждая конструкция представляет собой компромисс между шириной воспроизводимого диапазона, эффективностью, размерами и ценой. Конструкции могут использовать один или несколько динамиков, расположенных в различных конфигурациях, в том числе:

Герметичный корпус.

Динамик(и) установлен(ы) в герметичный корпус. Хотя переходные процессы данная конструкция отрабатывает хорошо, но по сравнению с вентилируемым корпусом эффективность мала, и воспроизведение самых низких частот достаточно проблемно, особенно на высоких уровнях громкости. Одним заметным исключением является специфический дизайн, который использует собственные электронные системы управления процессом обработки для воспроизведения низких частот (до 20 Гц).

Бас-рефлекс/Вентилируемый корпус/Фазоинверторный корпус.

Наиболее распространенный тип дизайна саба в звукоусилении, «бас-рефлекс» имеет динамик(и), установленный(ые) в ящик, который также имеет одно или более вентиляционное отверстие. Вентиляционное отверстие (или порт) имеет определенный размер, и длину, чтобы звук, исходящий сзади динамика при выходе из ящика совпадал по фазе со звуком, идущим спереди. Преимуществ фазоинвертора перед герметичной конструкцией имеется множество, в том числе: расширенный НЧ-отклик, повышенная мощность и увеличенное звуковое давление.

Однако эти преимущества приходят вместе с увеличенной стоимостью, большим размером корпуса и весом, и медленными переходными характеристиками. Также необходимо использование дополнительного обрезного НЧ-фильтра, ниже частоты настройки, для предохранения подвесной системы динамика от повреждений на высоких уровнях.

Бэндпасс.

В данной конструкции один (или более) динамик размещен в резонаторной камере, которая может быть закрытой или вентилируемой, и играет во вторую вентилируемую камеру, расположенную перед выходом из ящика. Проходя через эти настроенные камеры, звук ограничивается в частотном диапазоне, но увеличивается выход в пределах заданных камерами частот, наряду с сокращением верхних гармоник.

Недостатком является то, что размещение второй резонансной камеры перед динамиком увеличивает размеры корпуса.

Нагруженный рупор. Как и предполагает название, динамик находится в закрытой (иногда вентилируемой) камере, выход которой направляется через рупор. Рупор увеличивает выход динамика, а также может улучшить направленность, в зависимости от длины и площади выхода рупора (та часть, которая выходит наружу). Так как низкие частоты требуют большого рупора, дизайнеры, как правило, сгибают, складывают или загибают рупор в корпусе, в результате чего размеры ящика становится более вменяемыми.

Чертеж LAB Sub , сабвуфер дизайна «нагруженный рупор».

Рупорная конструкция предполагает увеличение уровня в сравнении с бас-рефлекс дизайном, но иногда она не очень хорошо воспроизводит самые низкие частоты, потому что для обработки этих длинных волн необходим рупор существенного размера. Однако, они могут быть уложены в группы для дополнительного НЧ-расширения. Большой размер и вес этих корпусов, как правило, ограничивает их применение для больших мероприятий.

Обратно-нагруженный рупор.

Динамик помещается на выходе рупора, одна стороны направлены в рупор, другая – на выход из рупора. Монтаж динамика в данном месте уменьшает необходимую длину хода подвеса динамика, в сравнении с обычно нагруженным рупором, в итоге — меньше искажений и больше выход. Эти преимущества приходят вместе с увеличением стоимости, размера и веса сабов. Тем не менее, результаты могут быть очень хорошие, особенно в проблемных акустических средах.

Кардиоида.

Данная конструкция обеспечивает больший выход из передней части ящика и меньший — сзади. Это обычно достигается путем добавления еще одного динамика в задней части корпуса и изменения их фазового отношения и/или выходного времени прибытия по отношению к переднему динамику, помогая обнулить звуковые волны, идущие назад.

Кардиоидная конструкция фокусирует НЧ-энергию на аудитории, снижая нежелательные отражения и шум на сцене. Эти преимущества сопровождаются большей стоимостью и весом, также требуются дополнительное усиление и процессинг, если сабы — пассивные. Однако результаты могут быть очень хорошими, особенно в проблемных акустических средах.

Гибридные конструкции.

В них применяется сочетание различных подходов внутри одного корпуса. Например, я недавно наткнулся на одну конфигурацию с двумя динамиками, имеющими общую вентилируемую камеру. Один динамик фронтального излучения стоит прямо, а второй — под углом 90 градусов, и излучает во вторую вентилируемую камеру.

Также на рынке имеется кардиоидный пассивный саб с двумя динамиками: 18-дюймовый бас-рефлекс конфигурации и 15-дюймовый в сложенном рупоре.

Очевидно, есть много, чего обсудить, когда дело доходит до сабвуферов, и то, что я представил здесь, предназначено в качестве примера, просто как грунт для полотна, на котором может быть написана любая картина. Хорошее понимание работы и взаимодействия сабов стоит вашего времени, а доставка НЧ-энергии с максимальной отдачей и управляемостью является одним из определяющих факторов успешного опыта в звукоусилении.

Крейг Лирман

Компания Fostex основана в 1973 г. Она является дочерней компанией FosterElectricCo., Ltd., одного из мировых лидеров в разработке оборудования для акустических систем, а также устройств для преобразования и передачи звука. Компания имеет офисы в 9 странах, в ней работает более 20 тыс. человек. Акции FosterElectricCo., Ltd. котируются на Токийской фондовой бирже.
Изначально компания Fostex создавалась для продажи компонентов акустических систем потребителям и дилерам в Японии (в этой стране большое количество обычных людей разрабатывают и создают акустические системы для дома по собственному дизайну, даже сегодня продажа компонентов дает большую часть японского дохода компании).
Следует отметить, что Fostex одна из первых начала разрабатывать и внедрять технологию RP (Regularphase), которая обеспечивает очень чистый звук с высокой чувствительностью и широким динамическим диапазоном, чем сразу завоевали потребительское одобрение и мировую известность.

Динамики этой компании пользуются широкой популярностью среди электроакустиковблагодаря хорошему соотношению цены/качествасреди широкополосных и были рекомендованы мне одним из моих главных наставников товарищем Александром из г Харькова, который изготовил не один десяток акустических систем, соответственно имел колоссальный опыт в подборе динамиков.
Во время изготовления одного из моих проэктов-двухполосной АС на Visaton W200 и Vifa XT25TG в оформлении четвертьволновой трубы войта(TQWP)моим знакомым была предложена пара FostexFE206En по весьма заманчивой цене. Не удержавшись от давнего искушения прослушать рупорную акустику да еще и на самих Fostexах, было решено изменить приоритеты.
Измерения параметров Тиля-Смола показали сходство с заводскими в пределах 5%, чем не могут похвастаться большинство динамиков даже таких фирм как Vifa,Visaton, Seasи т.д.
Внешне динамики оказались очень необычным с одной стороны, но в то же время весьма с логичными и рациональными решениями для абсолютного качества звука с другой стороны- массивный магнит(диаметров более, чем у 12»вуфера150ГДН от Кливер 75АС), мягкий текстильный подвес и гибкая центрирующая шайба, легкий диффузор, изготовленный из волокон бананового дерева а также наличие еще более легкой композитной пленки на пылезащитном колпачке(используется в качестве материала для купольных высокочаcтотных динамиках) для лучшего воспроизведения высоких частот позволили добиться чувствительности в 96Дб/1Вт/м,с перспективой использовать его в рупорном оформлении и отличным вариантом для лампового усилителя.
Концепция однополосной АС является очень заманчивой ввиду наличия определенных преимуществ перед многополосными аналогами.
Среди достоинств следует выделить отсутствия фазового рассогласования и временных задержек, которые происходят из за корректирующих фильтров, разного расстояния между динамиками а также разного фактора ускорения(величины массы подвижной системы, например в двух полосной АС, когда нужно состыковать тяжелый вуфер с легким твитером возникает порог на частоте раздела) , что приносит свои нежелательные искажения. Поэтому звучание этой акустики характеризуется особой монолитностью и насыщенностью.
Еще одним явным преимуществом широкополосных систем является тщательный подбор материалов подвижной системы динамика для максимальной широкополосности, что дает возможноcть их использовать в экзотических и наиболее достоверных оформлениях,в частности обратный рупор

(четвертьволновая труба войта) TQWP

ОНКЕН

лабиринт рогожина

При просмотре характеристик динамиков в паспорте видим рекомендованный чертеж корпуса обратного рупора. Однако его неотесанный внешний вид заставляет искать другие решения дизайна.

К счастью на полках магазина акустических систем и бескорыстными электроакустиками предложено несколько вариантов более привлекательного дизайна для этих динамиков. Например:

Используя один из предоставленных чертежей можем добиться максимальной нижней границы воспроизведения в 75Гц.Однако размеры комнаты и желание максимально возможных результатов позволяют изготовить корпуса больших размеров, что позволит добиться максимально возможной глубины баса. Расчет рупора и моделировании АЧХ производим в бесплатной программе HornResp, которая позволяет моделировать поведение АЧХ в рупорном оформлении согласно параметров Тиля-Смола, объеме предрупорной камеры и особенностями строения рупора.
Согласно теории о рупорном оформлении громкоговорителей, чтобы добиться максимальной глубины в нижнем регистре(в жертву большего КПД) необходимо стремиться к максимальной длине рупора, и максимально большей на выходе площадью устья, при этом не забывая соблюдать золотую пропорцию 1 /3 (горловина/устье). Предрупорная камера по разным источникам информации должна быть эквивалентна объему оформлении закрытый ящик или фазоинвертор. В нашем случае, это 20 литров для фазоинвертора и 10 литров соответственно для закрытого ящика.Согласно выбранному чертежу, объем предрупорной камеры составлял 7 литров, что не приемлимо в нашем случае, поэтому было принято решение усовершенствовать чертеж,увеличив объем предрупорной камеры до 12 литров, с возможностью увеличения до 17 литров с помощью перегородки. Модернизированный чертеж имел следующий вид:

Корпус изготовлен из 20мм ДСП, выбор цвета был остановлен на темном дубе Венге.Светлая комната и белый цвет динамика при этом создавали отличные контрасты. Ввиду того, что лабиринт внутри акустики дополнительно играл роль перегородок, корпуса практически не нуждались в вибропоглощении. Более того, малейшее изменение формы, сечения рупора а также распорки внутри лабиринта приносили значительные искажения на средних частотах и создавали перекос в сцене. Некоторые крупные производители и рядовые разработчики рупорных АС рекомендуют использовать небольшое количество звукопоглотителя в предрупорной камере, особенно если она незначительных размеров, располагая звукопоглотитель напосредственно на стенке предрупорной камеры за динамиком и не закрывая горловину рупора. При субъективном оценивании после звукопоглощения наблюдалось заметное ухудшение артикуляции баса, излишнее подавление средних частот(даже при минимальном размере клочка звукопоглотителя в виде поролона, войлока, мин.ваты ). Поэтому звукопоглотитель рекомендую использовать лишь в исключительных случаях, когда горбы АЧХ слишком велики или стоячие волны или всплески АЧХ динамиков проблемно корректируются режекторными фильтрами.
После сборки корпуса и первом тестовом прослушивании наблюдался острый недостаток глубины нижнего регистра. Причиной этого была недостаточная герметизация перегородок лабиринта рупора и стенок корпуса. Устранив утечки воздуха с помощью герметика, и обклеив съемную боковую стенку уплотнителем,удалось добиться гораздо лучшего результата.

Последним шагом по части герметизации стало тщательно уплотнение посадочного места под динамик с помощью более плотного резинового уплотнителя. Результат превзошел ожидания, и удалось добиться даже излишки баса, но не его глубины.Хорошим рычагом в этой ситуации оказалась перегородка в предрупорной камере, регулирующая ее объем. Больший объем означал большую глубину баса, но меньшее давление(КПД), что стало отличным корректором в нашей ситуации.
При измерении АЧХ и импеданса динамика

в акустической системе обнаружился всплеск АЧХ на частоте выше 12Кгц и низкодобротный,незначительный презенс на частоте 3,49 Кгц. Первый корректируется компенсирующей цепью Цобеля, второй параллельным низкодобротным режекторным фильтром.
Катушку индуктивности следует наматывать проводом, сечением не менее 1,2 квадрата, чтобы реактивное сопротивление ее не превышало 0,5 Ом, иначе будут заметные потери в глубине и артикуляции баса.
Динамики Fostex обладают очень легким звучанием, которые замечательно передают инструментальную музыку, вокал. Бумажный диффузор и рупорное оформление придает нейтральное звучание, с небольшим всплеском на верхней середине и нижнем высокочастотным регистром. Поэтому необходимо максимально приближенно сохранить исходный тембр звучания динамиков и сделать небольшой провал в области верхней середины. Так как все типы разделительных конденсаторов обладают уникальным тембром, следует учесть это при выборе типа проходного конденсатора в режекторный фильтр.
В тесте участвовали следующие конденсаторы:
-Металлобумажные МБГО: практически нейтральный тембр с небольшими презенсами в области нижней середины, и недостатком высоких частот.
-Металлобумажные МБГЧ, с расширенным верхним диапазоном воспроизведения высоких частот:Слишком сырое звучание с приглушенной серединой и излишними высокими частотами.
-Металлобумажные конденсаторы МБМ: довольно звонкое звучание из за гармоник в верхней середине,искажение локализации звуковых образов при построении сцены аудиокомпозиций.
- металлопленочные К-73-17: нейтральное звучание, излишнее подавление верхней середины.
-металлопленочные К-73-11: нейтральное звучание, излишнее подавление нижнего ВЧ регистра.
Выбор был остановлен на металопленочны К-73-11 , как наиболее подходящих под особенности тембра нашего динамика.
Монтаж проводки к акустическому терминалу следует производить максимально симметрично по центру рупора прикрепив его к стенке и установив максимальную натяжку.

Ожидание прослушивания оказалось оправданным и в первые секунды оставило много незабываемых впечатлений. Не удалось ограничиться минимальным тестовым набором композиций для установлении оценки о прослушивании этой акустики.Напротив, появилось неутолимое желании прослушать аудиокомпозиции самых разных жанров, что собственно и было проделано.
Среди наилучших качеств стоит выделить гораздо более широкую направленность, и наилучшую проработку и большую достоверность нижнего регистра из всех существующих оформлений динамиков.
Наиболее достоверно и качественно воспроизводятся инструментальные аудиокомпозиции -классика, легкий рок, джаз. Так же отлично артикулированный и мощный нижний регистр отигрывает поп, рэп, и т.д вплоть до дабстепа.Однако,тяжелый рок и эта акустика воспроизводит с некоторыми недостатками.
После конструированияэтой акустики стало ощущаться слабое звено оставшегося звукового тракта- звуковая карта AsusXonar DX. Дискретный транзисторный усилитель HarmanKardon PM 655 еще справляется с поставленной задачей, однако эти высокочувствительные АС с легкими динамиками еще больше раскроют вой потенциал в дуэте с ламповым усилителем.
И конечно же, после многочисленных прослушиваний Вы приходите к желанию отказаться от таких низкочастотных оформлений, как закрытый ящик, фазоинвертор и даже Четвертьволновая труба Войта ввиду явного проигрыша в достоверности воспроизведения аудиокопозиций.
Поэтому в качестве оформления вмногополосных АС и сабвуферных систем по возможности рекомендую использовать рупорное оформление.
Желаю всем желающим удачи в конструировании рупорных АС и возможному повторению моего проэкта!

Система 5.0 для прослушивания совместно с сабвуфером.

Хочу представить Вашему вниманию недавно изготовленную систему 5.0 на базе динамиков производства СССР. Прежде всего хочу Вас ознакомись с историей развития акустических систем и дать некоторые рекомендации по выбору типа АС.

Начиналось все очень давно с самого простого динамика, встроенного в корпус. Называлось это "устройство" спикерфоном, оно, кстати, и сейчас является обязательным атрибутом любого "панциря". Ситуация изменилась с появлением первых звуковых карт, которые могли обеспечить вывод 2-канального звука. Сейчас эту систему называют "по-научному" 2.0 (первая цифра - количество колонок, вторая - количество сабвуферов), раньше же говорили проще - стереосистема.
Первые многоканальные акустические системы имели обозначение 4.0, в состав которых, соответственно, входят 4 колонки - две фронтальных и две тыловых. Подобная акустика дает неплохие эффекты в играх, создавая трехмерный звук. С помощью системы 4.0 можно, конечно, и слушать музыку, но звук будет ненамного отличаться от того, который можно получить на обычных двух колонках. В акустике 4.1, как видно из названия, добавлен сабвуфер. Правда, эти системы все равно остались четрыехканальными - низкочастотные сигнала в них выделяются с помощью специального кроссовера.

Следующий тип акустических систем уже обладает полноценным 6-канальным звуком. Речь идет, как вы, наверное, уже догадались, об акустике 5.1. В состав этих комплектов входят две фронтальные колонки, две тыловые, одна центральная и сабвуфер. То есть по сравнению с акустиской 4.1 появился центральный излучатель. А нужен он для соответствия формату Dolby Digital, часто используемом в фильмах, особенно на DVD-дисках. По центральной колонке передаются диалоги действующих лиц. Кроме того, акустика 5.1 может оснащаться декодерами DTS и Dolby Pro Logic. Таким образом, системы 5.1 - минимально необходимые для домашнего кинотеатра.

Муки выбора...

2.0 и 2.1. Большинство пользователей компьютеров не очень требовательны к компьютерному звуку. Если вы слушаете записи формата mp3, да еще иногда играете, то вам будет вполне достаточно акустики 2.0 или 2.1. Причем, если вы хотите добиться качественного звука, то просто купите систему подороже. Приобретать же более "продвинутую" акустику не имеет смысла, поскольку для нее нужна многоканальная звуковая карта. А подобные затраты для прослушивания mp3 (формата, не отличающегося особым качеством звука) мне кажутся нерациональными.
4.0 и 4.1. Эта акустика предназначена в первую очередь для игроков, а особенно для любителей трехмерных "стрелялок". Специально для систем 4.0 и 4.1 разработчики игр создают впечатляющие звуковые эффекты, которые могут существенно поднять настроение игрокам. Ну а при прослушивании музыки на системах 4.0 и 2.0 вы почти не почувствуете разницы, поскольку в большинстве случаев задние динамики будут просто дублировать сигнал с фронтальных. Таким образом, при покупке хорошей акустики 2.0 или 2.1 можно слушать более качественную музыку, чем после приобретения акустики 4.0 или 4.1 низшего ценового диапазона.
5.1. Как я уже говорил, формат 5.1 разрабатывался в первую очередь для просмотра фильмов на DVD и blu-ray качества. Таким образом, если вы частенько смотрите на компьютере видео, то выбор для вас однозначен. Кроме того, акустика 5.1 дает очень неплохие результаты и при прослушивании музыки. В играх же все зависит от того, потрудились ли разработчики обеспечить поддержку 6-канального звука. Если нет, то использование акустик 5.1 и 4.1 будет мало чем различаться.

Данная акустическая система разрабатывалась c учетом следующих требований:

1) Ширина и высота корпуса определялась рамками установки АС в декоративные нишы. Поэтому компенсировать недостаточный размер АС, например в высоту, можно было размерами глубины.

2) Совместное использование и состыковка с активным сабвуфером на 12" головке с верхней частотой среза не более 110 Гц фирмы Mission M6AS

3) Довольно скромный бюджет, в который нужно вложиться.

Это привело к некоторым сложностям, так как разработка акустических систем обычно начинается с подбора объема и формы АС под параметры конкретного динамика. К тому же, динамики производства СССР при их легкости и сочности звучания обладали излишней добротностью, из за чего прослушивать их даже в оформлении "закрытый ящик" оказалось невозможным- большая неравномерность АЧХ и как следствие тяжелое и кашистое звучание. Для справки: оформление открытый ящик можно выполнить в следующих вариантах:

1)Отсутствие задней стенки в акустической системе.

2)Использование вместо нее растянутого по всей площади звукопоглощающего материала, эксперитментально подбираю толщину и материал.

3) Использование перфорированный задней стенки, как например здесь:

Однако платой за "гладкую АЧХ" является более резкий спад гораздо дальше от частоты основного резонанса в области НЧ. из за "акустического короткого замыкания" передней и задней части диффузора динамика.

Выходом из этой ситуации нашелся в использовании второго низкочастотного динамика в фронтальных и самых ответственных АС. Это позволило снизить нижнюю граничную частоту воспроизведения до 90Гц и улучшить диаграмму направленности аустчисекой системы.
Можете сравнить графики АЧХ-верхний открытый ящик, нижний-закрытый.

Выбор динамиков для акустических систем ввиду большой стоимости импортных динамиков,наличии подделок и китайских копий был остановлен на отечественных, производства СССР. Очень ценятся в кругах аудиофилов, любителей лампового и винтажного звука.Из преимуществ можно рассмотреть:

доступную цену;

Высокую чувствительность (нетребователен к мощности - -усилителя и идеальный вариант для лампового);

Большой потенциал.

На последнем остановлюсь подробнее. Широкополосные динамики отечественного производства обладали очень приятным тембром, просто шикарной и завидной для очень многих зарубежных аналогов микродинамикй и детализацией в звучании, широкой сценой и легкостью звучания.Этого удалось достичь благодаря отсутствию вибро и звуко поглощающих мастик при изготовлении диффузора. Конечно же без жертв не обошлось. Теперь можно выделить основные недостатки:

Слишком неравномерная АЧХ из за излишней добротности и отсутствию мастик, который использую для устранениия вышеперечисленных недостатков импортные заводы изготовители динамических головок;

Довольно таки невзрачный внешний вид преимущественно всех динамиков, особенно корзины, из за чего приходится прибегать к нестандартным решения вроде расоложения динамика изнутри корпуса или использовать решетки гриль и декоративные кольца для скрытия этих недостатков. Выбор остановился на 8" 8гдш-1 для НЧ /СЧ звена в фронтовых и тыловых АС

и 6" 5гдш-4 для центрального канала.

В качестве высокочастотного звена был использован легендарный овальный диффузорного типа 3гдв-1, которые придают бархатный тембр звучанию АС в отличии от купольных твитеров.

Однако овчинка стоит выделки. Заложеный потенциал можно раскрыть благодаря долгой и кропотливой работе по рассчету и настройке разделительных фильтров, которые заняли львиную долю времени при изготовлении этих АС.

Для воссощдания корректной звуковой картины в системе 5.1 тыловые АС должны не только находить на уровне немного выше головы слушателя, но и быть направленны строго на слушателя. Для этого использую консоли(кронштейны) с верикальным и горизонтальными углами наклона. Однко есть проблемма: они должны крепится к задней стенке акустики, которой у нас нет... Сдесь в жертву пришлось принести внешний вид верхней стенки АС, закрепив их на 2 болта и немного модернизировав кронштейны под крепление к верху акустической системы.
для закрепления их изнутри. Попытка поиска станков с ЧПУ по фрезеровке в городе не обвенчалась успехом, поэтому пришлось фрезеровать вручную с помощью лекала. Однако после проделанной работы были выявлены неровности и сколы от декоративной пленки. Защитная решетка гриль не только не придала лучший внешний вид, но и ухудшила внешний вид стыков решетки с корпусом ДСП.


Для объективной оценки звучания необходимо мнениие аудиокритиков. Незамедлительно была создана колегия критиков из родственников и друзей. Большинство из просто равнодушны к музыке.И только 2 человека из них музыканты.
Тестовыми композициями были выбраны концерт Nigtwish Dark Parsons Play 2008 года записанной в формате DTS-HD Master audio 5.1 и 2.0. 24Bit 48KHz с и битрейдом аудио 5400 кбит /секунду и концерт Metallica: Orgullo pasion y Gloria - Tres Noches en Mexico 2009 с аудиодорожкой формата DTS-HD Master audio 5.1 и 2.0. 24Bit 96KHz с и битрейдом аудио 7200 кбит /секунду .
При первом прослушивании системы 5.0 было отмечена четкая локализация объектов, масштабная сцена с равномерно распределенным звуковым полем, шикарная микродинамика, отчетливо слышна игра каждого инструмента, и самое главное, что воспроизводимые звуковые образы не привязаны к акустической системе, а равномерно распеределяются в воссозданной мощной сцене. Даже при прослушивании этих концертных фонограмм и других одиночных композиций в формате Flac (несжатый аудиокодек, по качеству не устапает лицензионному компакт диску) и просмотре трейлера к фильму Transformers:The dark side of the moon наблюдалось очень интересное явление: стереопара давала настолько обширную сцену, что даже в неидеальном с точки зрения акустики помещении, объекты локализоровались даже сбоку слушателя и даже сзади АС, что было очень приятной неожиданностью и поставило жирную точку в сомнениях о корректном изготовлении и настройке АС.