Процесс создания акустической системы своими руками (далее АС) можно подразделить на несколько основных этапов:

Выбор состава динамиков, исходя из требований, предъявляемых к АС,
Расчёт акустического оформления,
Разработка конструкции и изготовление корпуса АС,
Расчёт и изготовление разделительного фильтра,
Отладка.

Приступая к конструированию АС, необходимо сформулировать требования, предъявляемые к ней:

Назначение и условия эксплуатации,
Необходимый уровень звукового давления,
Воспроизводимый диапазон частот,
Вариант исполнения (со встроенным усилителем или без усилителя),
Габариты и допустимый вес.

Также необходимо определиться с типом конструкции:

Тип акустического оформления,
Количество полос,
Конструктивные особенности и дизайн.

На основании этих сведений можно приступать к выбору динамиков и других компонентов системы, производить расчёт акустического оформления и фильтров.

Критерии выбора динамиков подробно рассматривались . Расчёту фильтров для АС на нашем сайте так же посвящена отдельная . В данной же статье мы рассмотрим вопросы расчета и изготовления акустического оформления для АС.

Итак, после выбора динамиков производят расчёт акустического оформления, а затем приступают к разработке конструкции корпуса.

Расчёт акустического оформления

Напомним, что излучение АС в области НЧ определяется совместной работой НЧ динамика и акустического оформления. Акустическое оформление бывает нескольких типов: открытого, закрытого и фазоинверсного. В статье упор сделан на фазоинверсные системы, поскольку при условии правильного расчёта, они имеют максимальную эффективность излучения НЧ, благодаря чему получили широкое распространение среди систем, предназначенных для профессионального озвучивания.

Расчёт акустического оформления фазоинверсного типа производится по методике, предложенной инженерами Тилем и Смоллом. Согласно этой методике, АС представляет собой фильтр верхних частот.

Задача расчета АО сводится к определению необходимого внутреннего объёма и частоты настройки фазоинвертора, оптимальные для данного НЧ динамика. Критерии расчёта могут быть различными и зависят, прежде всего, от назначения АС. Системы, предназначенные для озвучивания мероприятий, как правило, должны иметь максимальную эффективность излучения в области НЧ. При этом субъективное ощущение «низов» должно сохраняться по мере добавления мощности. Частоту настройки фазоинвертора для таких АС выбирают обычно порядка 40-50 Гц. К примеру, такие системы с успехом применяются для озвучивания танцполов, где в большей степени нужен удар, чем субниз.

Современные методы расчёта АС подразумевают проведение компьютерного моделирования в специальных программах. Такой подход позволяет оптимизировать АС не только по амплитудно-частотной характеристике звукового давления, но и по целому ряду других параметров. Одной из таких программ является BassBox 6 Pro. Данная программа позволяет произвести комплексный расчёт характеристик АС, представляющей собой НЧ динамик в акустическом оформлении. Методика расчета позволяет найти компромисс между различными требованиями, предъявляемыми к АС, используя метод последовательных приближений.

Рассмотрим основные приёмы работы в программе BassBox:

Вход в программу осуществляется двойным щелчком мыши по соответствующему ярлыку на рабочем столе.

В окне выбора варианта работы (рис.1) выбираем Open Design Window (Открыть проект).

На рис.2 показано главное окно программы.

Программа BassBox позволяет производить работу сразу с несколькими АС, производить их сравнение между собой по различным характеристикам. Данные на каждую АС сохраняются в отельной вкладке, которая называется Design . Проектирование Новой АС начинается с создания новой вкладки, нажав File -> New Design .

Нажатие кнопки Driver на вкладке Design приводит к открытию окна параметров динамика (рис.3). В нём содержатся все сведения, относящиеся к конкретной модели динамика.

Данные можно занести вручную, но лучше загрузить требуемую модель динамика из базы.

Программа BassBox 6 Pro содержит обширную базу динамиков известных мировых производителей. Существует возможность дополнить эту базу другими динамиками. Для этого вначале необходимо занести в базу название нового производителя. Для этого нужно открыть в меню Edit -> Database -> Edit Company Data (рис.4). В поле Name следует указать название фирмы и поставить галочку напротив пункта Manufacturer , по желанию заполнить и другие поля, содержащие сведения о производителе, и затем нажать Save .

Во вкладке Description указываются общие сведения о динамике.

Во вкладке Paramerters указываются тиль-смолл параметры динамика (рис.6). При этом не обязательно заполнять все поля параметров, а достаточно указать лишь некоторые из них. При этом остальные параметры можно рассчитать с помощью встроенного калькулятора (Calc и Calculate All ).

Все тиль-смолл параметры в динамике взаимосвязаны друг с другом. О наличии или отсутствии противоречий между значениями параметров свидетельствует цвет сигнального светодиода, находящегося слева от поля параметра. Красный цвет светодиода указывает на сильное взаимное несоответствие параметров, жёлтый – незначительное, зелёный – отсутствие несоответствия.

Также можно заполнить вкладку Dimension , которая содержит сведения о геометрических размерах динамика (рис.7). Эти сведения будут автоматически использованы программой, когда будет необходимо рассчитать свободный внутренний объём корпуса.

После заполнения указанных вкладок следует нажать Add this Driver to Database (Добавить этот динамик в базу данных).

Для извлечения нужного динамика из базы данных нужно нажать Load from Database (Загрузить из базы данных) в окне Driver Properties (рис.3). Откроется окно, показанное на рис.8. В выпадающих списках следует выбрать Company Name и Driver Found , после чего нажать Load .

После загрузки основных параметров НЧ динамика, требуется указать количество устанавливаемых динамиков, способ установки, а также схему взаимного подключения, если количество динамиков больше одного. Для этого предназначена вкладка Configuration (рис.9).

Для задания начальных параметров акустического оформления во вкладке проекта Design 1 следует нажать Box . В результате этого откроется окно Box Properties .

Вкладка Description предназначена для сохранения основных сведений об АС.

Параметры корпуса АС задаются во вкладках Box Design (см. рис.10) и Vents (см. рис.11). В первой указываются тип акустического оформления(Type = Vented Box - фазоинвертор), объём (Vb) или размеры корпуса (Dimensions) и частота настройки фазоинвертора fb.

Во вкладке Vents - указываются конструктивные параметры портов ФИ.

Задав требуемые параметры динамика и корпуса можно произвести пробное построение графических характеристик. Для этого следует нажать Plot на вкладке проекта Design . Откроется окно, показанное на рис.12. Дальше эти характеристики можно оптимизировать, изменяя параметры акустического оформления (размеры корпуса и фазоинвертора).

Вкратце рассмотрим наиболее важные характеристики и критерии их оценки:

NA - АЧХ уровня звукового давления на расстоянии 1м, при подведении мощности 1Вт.
Нужно стремиться к достижению наибольшей равномерности;
CA - АЧХ уровня звукового давления на расстоянии 1м, при подведении номинальной мощности.
Показывает величину звукового давления, который способна обеспечить АС.
AP – Акустическая мощность.
Нужно стремиться уменьшить глубину провала в области НЧ и не допускать провала более 3-4 дб;
CD – Амплитуда смещения диффузора (звуковой катушки).
Нужно стремится не допускать превышения максимальной амплитуды смещения звуковой катушки больше Xmax в границах диапазона частот, воспроизводимых акустической системой;
VV – Скорость потока воздуха в трубах фазоинвертора.
Нужно стремится к уменьшению скорости воздушного потока в трубе ФИ, не более 15м/с.

Изготовление АС

Рассмотрим некоторые особенности изготовления корпусов АС:

В большинстве случаев корпуса АС изготавливают из фанеры толщиной 15 и 18 мм.

Конструкция корпуса должна быть прочной и герметичной. Следует учитывать, что в процессе работы АС внутри корпуса создаётся повышенное давление. Данное обстоятельство приводит к тому, что в негерметичном корпусе возникают потери, которые проявляются в том, что из щелей начинает просачиваться воздух. Это может проявляться в появлении дополнительных призвуков при работе АС. Для того, чтобы этого избежать, все соединения должны быть тщательно проклеены столярным клеем. Панели скручиваются саморезами через каждые 7-10см. Головки саморезов заглубляются и, впоследствии, зашпаклёвываются.

Панели значительных размеров желательно оснастить рёбрами жёсткости, т.к. в недостаточно укреплённых панелях может возникнуть колебательный процесс, приводящий к потере чёткости воспроизведения низких частот. Нежелательно использовать в конструкции съёмную крышку, т.к. данное конструктивное решение, как правило, также приводит к снижению герметичности и жёсткости корпуса.

Все динамики с открытой тыльной стороной, входящие в состав АС, кроме НЧ динамиков, необходимо изолировать от внутреннего объёма корпуса для исключения влияния на них НЧ излучения. Если планируется оснастить АС встроенным усилителем, то под него желательно выделить в корпусе АС отдельную камеру. Особенно это касается усилителей с открытым печатным монтажом. При проектировании АС следует обеспечить возможность вентиляции компонентов системы, и принять меры для создания более благоприятных условий их работы. Напомним, что при продолжительной работе на высокой мощности нагрев магнитной цепи динамика может достигать 70 градусов.

Подводя итог всему вышесказанному, ещё раз напомним, что для изготовления высококачественной АС необходимы не только качественные динамики. Важно правильно спроектировать и изготовить корпус АС, сделать рациональный выбор драйверов (ВЧ-головок) и произвести расчёт разделительного фильтра. Следует помнить, что параметры корпуса АС фазоинверсного типа рассчитываются применительно к конкретной модели НЧ динамика. Можно самостоятельно произвести расчёт фазоинвертора на основании Тиль-смолл параметров динамика, используя специализированные программы и методики. На основании рассчитанных данных об объёме корпуса и параметрах фазоинвертора спроектировать корпус АС. Для производимых динамиков, инженерами фирмы АКТОН спроектированы АС, подходящие для большинства задач озвучивания. Корпуса этих АС оптимизированы по ряду параметров, таких как максимальная отдача на низких частотах, наилучшие условия тепловой конвекции динамиков внутри корпуса, формо-габаритные показатели, удобство транспортирования и др. Разработана документация, содержащая набор чертежей на изготовление корпусов АС. Все АС прошли испытания в условиях реальной работы. Согласно документации, корпуса АС изготавливаются из стандартной фанеры. Наружная поверхность корпуса может быть окрашена краской или обтянута карпетом. Техническая документация на корпуса акустических систем в формате PDF размещена на нашем сайте в свободном доступе и по ней вы можете изготовить акустическую систему своими руками.

Расчет кроссовера для акустики75

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

Расчет кроссовера

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

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

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

Ниже приводится инструкция о том, как рассчитать кроссовер:

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

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

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

Получить ожидаемый результат можно, нажав на кнопку расчета.

Кроме того, надо знать следующее:

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

Схема расчета фильтра выглядит примерно так:

Фильтры разного порядка

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

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

Первый порядок

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

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

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

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

Пассивный кроссовер

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

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

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

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

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

Ниже приводится список требований, которым обязательно должен соответствовать кроссовер:

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

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

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

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

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

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

Теперь демпфенируем всё линолиумом, мохнатой стороной вовнутрь:

Собираем полностью.

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

Ну а теперь самое муторное и пыльное-зашкуривание…

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

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

Получается не хуже купленных, мне кажется:

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

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

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

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

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

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

Размечаем, режем лобзиком, сверлим нужные отверстия:

Не удержался и примерил будущие разъёмы:)

Шкурим места пайки, лудим.

Паяльником прогреваем луженые места- и всё чудесно схватывается:

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

Примеряем начинку:

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

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

Снимаем всю бутафорию и вынимаем начинку. Красим нормально:

Получился вот такой небольшой замечательный корпус:

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

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

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

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

Часть третья. Финал.

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

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

Удачного моддинга! искренне ваш, Виктор Сарбаев.

Изготовить акустические колонки на основе фирменных динамиков может показаться на первый взгляд достаточно простой работой. Однако в действительности самостоятельно сделать колонки не так-то просто, как-то может показаться на первый взгляд.

Акустика своими руками с нуля

В этой статье на нашем мы расскажем вам, как правильно изготовить акустику своими руками на основе фирменных динамиков. Кросовер выполнен на металоплёночных
конденсаторах и резисторах от Jantzen Audio.

Катушки индуктивности, металлопленочные конденсаторы и резисторы располагаются на печатной плате. Для изготовления акустических ящиков мы использовали фанеру с толщиной в 18 миллиметров. Общий объем ящика для акустики составил 13 литров, а вес изготовленной колонки – 6 килограмм.

Расчёт объема и габаритов колонок осуществлялся при помощи программы BassBox 6 Pro. А расчёт кроссоверов выполнялся при помощи плагина Х over 3 Pro. Рекомендуем использовать клей Titebond Original Wood Glue. Трубку фазоинвертора использовали Intertechnik BR SL 45. Обшивка акустики осуществлялась специальной тканью Audiomania 101-14 черного цвета.

Схема кроссовера

Изготовление акустического корпуса

Все необходимые размеры были получены с помощью специальной утилиты. Выполнять распил по чертежу фанеры можно как самостоятельно, так и доверить данную работу опытным профессионалам. В последнем случае вы получите максимально качественную работу, что и обеспечит эффектный внешний вид конструкции.

Стенки приклеиваются поэтапно при помощи специального клея по дереву. Для повышения прочности конструкции можно применять оконные штапики, которые в данном случае фактически являются ребрами жесткости. Необходимо изнутри обклеить фанеру ватином, который заранее подрезан по исходным размерам. Тем самым вы улучшите акустические показатели корпуса устройства.

В том случае, если раскрой вы делали самостоятельно, необходимо пройтись по стыкам фрезеровальной машинкой и тщательно отшлифовать стыки, закругляя грани. После того как ящик будет готов его можно обклеить декоративной пленкой, которая имитирует структуру дерева или же применять черную акустическую ткань. В данном случае выбор исключительно за вами.

Монтируем кроссовер

Как правило, тестирование кроссовера для акустики занимает порядка нескольких недель. Во время тестов вам необходимо подобрать оптимальное звучание, после чего можно приступать к завершающим монтажным работам. Платы для кроссовера обклеиваются силиконовым герметиком или клеем на основе силикона.

После застывания герметика можно приступать к припаиванию радиоэлементов. При выполнении данной работы не следует жалеть припоя. Работа должна выполняться как можно качественнее. Собрав кроссоверы, закрепляем их в корпусе колонки. Вам лишь останется подсоединить специальным акустическим кабелем динамики с кроссовером.

Закрепляем динамики саморезами в корпусе и тщательно герметизируем место стыка, что обеспечить максимально возможную герметичность внутренней емкости колонки. Качество звучания изготовленных самостоятельно колонок на основе динамиков Visaton находится на высочайшем уровне. По показателям качества они не уступают готовым фирменным колонкам от известных брендов и при этом стоимость их изготовления куда ниже.

Прежде подробного рассмотрения проблемы обрисуем круг задач, зная конечную цель, будет проще избрать нужное направление. Изготовление акустических систем своими руками нечастый случай. Практикуется профи, начинающими музыкантами, когда магазинные варианты не устраивают. Появляется задача встраивания в мебель или качественного прослушивания уже имеющейся медиа. Это типичные примеры, которые решаются набором общепринятых способов. Рассмотрением мы и займемся. Не рекомендуем листать по диагонали устройство акустической системы, вникайте!

Устройство акустических систем

Нет шансов сделать акустическую систему самостоятельно без понимания теории. Любителям музыки следует знать, что биологический вид Homo Sapiens слышит внутренним ухом звуковые колебания частот 16-20000 Гц. Когда дело касается классических шедевров, то разброс высок. Нижний край – 40 Гц, верхний – 20 000 Гц (20 кГц). Физический смысл этого факта заключается в том, что не все динамики способны воспроизвести сразу полный спектр. Относительно медленные частоты лучше удаются массивным сабвуферам, а пищание на нижней границе воспроизводят менее габаритные громкоговорители. Понятно, что для большинства людей это ничего не значит. И даже если часть сигнала пропадет, не будет воспроизведена, никто этого и не заметит.

Полагаем, что те, кто поставил целью самостоятельное изготовление акустической системы, должны критично оценивать звук. Полезно будет знать, что годная колонка имеет два и более динамиков, чтобы иметь возможность отразить звучание обширной полосы из слышимого спектра. А вот сабвуфер даже в сложных системах один. Это связано с тем, что низкие частоты заставляют вибрировать окружение, проникая даже сквозь стены. Становится непонятным, откуда именно несутся басы. Следовательно, и колонка НЧ одна – сабвуфер. А вот что касается прочего, то человек уверенно скажет, с какого направления пришел тот или иной спецэффект (луч ультразвука блокируется ладонью).

В связи со сказанным проведем делением акустических систем:

Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
Звук Вокруг отличается наличием большего числа каналов, создающих эффект объемного звучания. Избегаем увлекаться тонкостями, традиционно 5 колонок плюс сабвуфер доносят гамму меломанам. Конструкция многообразна. Поныне ведутся исследования, ставящими целью улучшить качество передачи акустики. Расстановка традиционная такова: по четырем углам комнаты (грубо говоря) по колонке, сабвуфер стоит на полу слева или в центре, под телевизором помещается фронтальная колонка. Последняя в любом случае снабжается двумя динамиками и более.

Важно создать правильный корпус для каждой колонки. Низкие частоты потребуют наличия деревянного резонатора, для верхней границы диапазона — не важно. В первом случае бока ящика служат дополнительными излучателями. Найдете видео, демонстрирующее габаритные размеры, соответствующие длинам волн низких частот по науке, практически остается копировать готовые конструкции, дельной литературы тематика лишена.

Круг задач очерчен, читатели понимают — самодельная акустическая система строится следующими элементами:

набор динамиков частот сообразно числу каналов;
фанера, шпон, доски корпуса;
декоративные элементы, краска, лак, морилка.

Проектирование акустики

Изначально выбираем количество колонок, тип, местоположение. Очевидно, изготавливать в большем числе, нежели имеет каналов домашний кинотеатр, неразумный тактический ход. Кассетному магнитофону хватит двух колонок. К домашнему кинотеатру выйдет уже не менее шести корпусов (динамиков будет больше). Согласно потребностям аксессуары встраиваются в мебель, качество воспроизведения низких частот хромает. Теперь вопрос выбора динамиков: в издании авторства Найденко, Карпова приведена номенклатура:

Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.

Приводили базовые принципы конструирования акустических систем, предлагали электрическую схему фильтра, рассекающего поток на две части (выше дан перечень трех поддиапазонов), приводили название покупных динамиков, решающих задачу создания двух колонок стерео. Избегаем повторяться, читатели могут взять труд полистать раздел, найти конкретные названия.

Следующим вопросом будет фильтр. Полагаем, фирма National Semiconductor не обидится, если отскриним чертеж усилителя перевода Ридико. Рисунок показывает активный фильтр с питанием +15, -15 вольт, 5 однотипных микросхем (операционных усилителей), граничная частота поддиапазонов вычисляется формулой, приведенной на изображении (дублируем текстом):

П – число Пи, известное школьникам (3,14); R, C – номиналы резистора, емкости. На рисунке R = 24 кОм, С — замалчивается.

Активный фильтр, питаемый электрическим током

Учитывая возможности выбранных динамиков, читатель сможет подобрать параметр. Берутся характеристики полосы воспроизведения колонки, находится стык перекрытия между ними, туда выносится граничная частота. Благодаря формуле, вычисляем величину емкости. Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может (спорный факт) задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. На частотной характеристике, приведенной в переводе, которую опускаем, граница составляет 1 кГц. Давайте посчитаем емкость указанного случая:

С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.

Не ахти какая большая емкость, выбирается из условия максимально допустимого напряжения. В схеме с источниками +15 и -15 В вряд ли стоит номинал, превышающий суммарный уровень (30 вольт), возьмите пробивное напряжение (справочник поможет) не менее 50 вольт. Не пытайтесь поставить электролитические конденсаторы постоянного тока, схема обретает шансы взлететь на воздух. Отсутствует смысл разыскивать исходную схему чипа LM833 по причине Сизифова труда. Некоторые читатели найдут замену микросхеме, отличающуюся… надеемся на понимание.

Насчет сравнительно небольшой емкости конденсаторов (рознично и суммарной) описание фильтра говорит: благодаря низкому импедансу головок без активных компонентов номиналы пришлось бы увеличить. Закономерно вызывая появление искажений, обусловленных наличием электролитических конденсаторов, катушек с ферромагнитным сердечником. Не стесняйтесь двигать границу деления диапазонов, общая пропускная способность остается прежней.

Пассивные фильтры соберет своими руками каждый обученный пайке, курс школьной физики. В крайнем случае заручитесь помощью Гоноровского, лучше некуда расписаны тонкости прохождения сигналов через радиоэлектронные линии, обладающие нелинейными свойствами. Приведенный материал заинтересовал авторов фильтрами низкой и высокой частоты. Желающие поделить сигнал на три части должны зачитываться трудами, раскрывающими базис полосовых фильтров. Максимально допустимое (или пробивное) напряжение выйдет мизерным, номинал станет значительным. Под стать упомянутым электролитическим конденсаторам емкости номиналом десятки микрофарад (три порядка выше используемых активным фильтром).

Новичков тревожит вопрос получения напряжения +15, -15 В питания акустических систем. Намотайте трансформатор (пример приводился, программа ПК Trans50Hz), снабдите двухполупериодным выпрямителем (диодный мост), профильтруйте, наслаждайтесь. Наконец, активный или пассивный фильтр прикупите. Называется указанная вещица кроссовером, внимательно подбирайте динамики, диапазоны точнее соотносите с параметрами фильтра.

Для пассивных кроссоверов акустических систем найдете в интернете множество калькуляторов (http://ccs.exl.info/calc_cr.html). Исходными цифрами программа расчета принимает входные сопротивления динамиков, частоту деления. Введите данные, программа-робот быстро снабдит величинами емкостей и индуктивностей. На приведенной страничке задавайте тип фильтра (Бесселя, Баттерворта, Линквица-Райли). На наш взгляд задачка для профи. Приведенный выше активный каскад образован фильтрами Баттерворта 2-го порядка (скорость снижения АЧХ 12 дБ на октаву). Касается частотной (АЧХ) характеристики системы, понятно только профессионалам. Если сомневаетесь, выбирайте золотую серединку. В прямом смысле ставьте галку на третьем кружке (Бессель).

Акустика компьютерных колонок

Довелось посмотреть на Ютуб видео: юноша объявил, что сделает акустическую систему своими руками. Отрок талантлив: раскурочил колонки персонального компьютера - ну, совсем никакие - извлек на свет Божий усилитель с регулятором, поместил в спичечный коробок (корпус акустической системы). Компьютерные динамики известны плохим воспроизведением низких частот. Сами устройства маленькие, легкие, во-вторых, буржуи материалами экономят. Откуда в акустической системе взяться басам. Юноша взял… читайте дальше!

Наидорожайший компонент музыкального центра. Акустика класса hi-end стоимостью обходит дешевую квартиру. Ремонт, сборка колонок неплохой бизнес.

Усилитель низкой частоты акустической системы соберет продвинутый радиолюбитель, никаких кулибиных не нужно. Из спичечного коробка торчит ручка регулятора громкости, вход с одной стороны, выход - с другой. Динамики старой акустической системы малы. Юноша раздобыл старенький громкоговоритель не сказочных размеров, но солидный. С колонки советских времен акустической системы.

Чтобы звук не тревожил воздух пищанием, умный отрок сколотил дюймовые доски ящиком. Динамик старенькой акустической системы поместил в размеров почтовой коробки, сместил, как это делается производителями современных сабвуферах домашних кинотеатров. Изнутри колонку звукоизолятором отделывать поленился. Желающий может использовать для акустической системы ватин, другой схожий материал. Маленькие динамики помещены вовнутрь продолговатых коробок, только-только вмещающих торцом громкоговоритель. Гордый отрок подключил один канал акустической системы на два маленьких динамика, второй - на один большой. Работает.

Юноша сказочный молодец, не пьет в подворотне, уподобляясь сверстникам, не портит в свободное время будущих невест, занят делом. Как говорил один знакомый: «Молодому поколению прощается недостаток знания и опыта, не избыток наглости, упроченного равнодушием».

Улучшения

Решили усовершенствовать методику, откровенно надеемся, дополнение поможет сделать акустическую систему самостоятельно несколько качественнее. Проблема? Понятие выдумано радиотехниками, создателями акустических систем — частота. Вибрация Вселенной имеет частоту. Говорят, даже ауре человека присуще. Каждая добротная колонка недаром вмещает несколько динамиков. Большие предназначены для низких частот, басов; прочие — для средних и высоких. Не только размер, а и устройство у них разное. Мы уже обсуждали этот вопрос и интересующихся отсылаем к написанным обзорам, где приводится классификация акустических систем, раскрываются принципы действия наиболее популярных.

Компьютерщикам известен системный зуммер, работающий по прерыванию BIOS, который способен вроде бы выдавать один звук, но талантливые программисты выписывали на нем вычурные мелодии, даже с попыткой цифрового синтеза и воспроизведения голоса. Однако при желании бас такая пищалка выдать не может.

К чему этот разговор… Большой динамик следовало бы не просто приспособить на один из каналов, а присудить специализацию басов. Как известно, большинство современных композиций (Звук Вокруг не берем) рассчитаны на два канала (стереовоспроизведение). Получается, что два одинаковых динамика (маленьких) играют одни и те же ноты, смысл в этом маленький. В то же время с этого же канала бас теряется, а высокие частоты гибнут на большом динамике. Как быть? Предлагаем внедрить в схему пассивные полосовые фильтры, которые помогут разбить поток на две части. Схему берем иностранного издания по той простой причине, что она первой попалась на глаза. Вот ссылка на исходный сайт chegdomyn.narod.ru. Радиолюбитель переснял из книги, приносим извинения автору, что не указываем первоисточник. Это происходит по той простой причине, что он нам не известен.

Итак, картинка. Бросаются сразу в глаза слова Woofer и Tweeter. Как не сложно догадаться, это, соответственно, сабвуфер для низких частот, и динамик для высоких. Охватывается диапазон музыкальных произведений 50-20000 Гц, причем на сабвуфер приходится полоса нижних частот. Радиолюбители могут сами по известным формулам просчитать полосы пропускания, для сравнения ля первой октавы, как известно, составляет 440 Гц. Считаем, что для нашего случая такое деление подойдет. Вот только хотелось бы найти два больших динамика, по одному на каждый канал. Смотрим схему…

Не совсем музыкальная схема. В положении, занимаемом системой, идет фильтрация голоса. Диапазон 300-3000 Гц. Переключатель подписан Narrow, переводится, как полоса. Чтобы получить Wide (широкое) воспроизведение, опускаем клеммы. Поклонники музыки могут выкинуть полосовой фильтр Narrow, любителям бороздить скайп рекомендуем избегать поспешного решения. Схеме напрочь исключит петлевой эффект микрофона, известный повсеместно: пронзительное гудение вследствие переусиления (положительной обратной связи). Ценный эффект, даже военный знает сложности использования громкой связи. Владелец ноутбука осведомлен…

Для устранения эффекта обратной связи изучите вопрос, найдите, на какой частоте резонирует система, отрежьте лишнее фильтром. Очень удобно. Касательно популярной музыки микрофон отключаем, уносим подальше от динамиков (случай караоке), начинаем петь. Фильтры верхних и нижних частот оставим неизменными, изделия просчитаны неизвестными западными друзьями. Испытывающим затруднения, читая иностранные чертежи, поясняем, схема изображает (полосовой фильтр Narrow отброшен):

Емкость 4 мкФ.
Неиндуктивные сопротивления R1, R2 номиналом 2,4 Ом, 20 Ом.
Индуктивность (катушка) 0,27 мГн.
Сопротивление R3 8 Ом.
Конденсатор С4 17 мкФ.

Динамики должны соответствовать. Советы указанного сайта. Сабвуфером пойдет МСМ 1853, пищалкой (слово не списали) послужит РЕ 270-175. Полосы пропускания посчитаете самостоятельно. Большая буква Ω означает кОмы — ничего страшного нет, поменяйте номинал. Напоминаем, емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются, как последовательно включенные резисторы. На случай, если сложно достать подходящие номиналы. Вряд ли получится изготовить динамики своими руками, набрать небольшие номиналы сопротивлений реально. Не используйте катушки, вырезаем пластины нихрома, подобных сплавов. После изготовления резистор лакируется, большого тока не планируется, защищать элемент не следует.

Индуктивности проще намотать самостоятельно. Логично использовать онлайн-калькулятор, задав емкость, получим параметры: количество витков, диаметр, материал сердечника, толщину жилы. Приведем пример, избегая быть голословными. Посещаем Яндекс, набираем нечто вроде «онлайн калькулятор индуктивности». Получаем ряд ответов выдачи. Выбираем понравившийся сайт, начинаем думать, как намотать индуктивность акустической системы номиналом 0,27 мГн. Нам понравился сайт coil32.narod.ru, начнем работу.

Исходные сведения: индуктивность 0,27 мГн, диаметр каркаса 15 мм, проволока ПЭЛ 0,2, длиною намотки 40 миллиметров.

Сразу возникает вопрос, видя калькулятор, где взять номинальный диаметр изолированной проволоки… Потрудились, нашли на сайте servomotors.ru таблицу, взятую из справочника, которую приводим в обзоре, считайте на здоровье. Диаметр меди составляет 0,2 мм, изолированной жилы – 0,225 мм. Скармливаем смело величины калькулятору, вычисляя нужные величины.

Получилась двухслойная катушка, числом витков 226. Длина провода составила 10,88 метра сопротивлением порядка 6-ти Ом. Главные параметры найдены, начинаем мотать. Самодельная акустическая система выполняется в ручной работы корпусе, примостить фильтр место найдется. К одному выходу подключаем пищалку, к другому – сабвуфер. Пару слов касательно усиления. Может статься, каскад усилителя не потянет четыре динамика. Каждая схема охарактеризована некой нагрузочной способностью, выше нельзя подпрыгнуть. Устройство акустической системы рассчитано, учитывая фиксированный запас, чтобы согласовать нагрузку, часто применяется эмиттерный повторитель. Каскад, заставляющий схему работать, полная отдача на любой динамик.

Напутствие начинающим конструкторам

Считаем, помогли читателям понять, как правильно конструировать акустическую систему. Пассивные элементы (конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности) сможет достать, изготовить каждый. Осталось собрать корпус акустической системы своими руками. А за этим, верим, дело не станет. Важно понять, музыка сформирована гаммой частот, обрезаемых неправильным изготовлением устройства. Собравшись сделать акустическую систему, подумайте над этим, поищите компоненты. Важно передать великолепие мелодии, будет твердая уверенность: труд не пропал даром. Акустическая система прослужит долго, радость подарит.

Верим, изготовление акустических систем своими руками читателям будет в удовольствие. Грядущее время уникально. Поверьте, в начале XX века нельзя было черпать информацию тоннами ежедневно. Обучение выливалось тяжким кропотливым трудом. Приходилось обшаривать пыльные полки библиотек. Возрадуйтесь интернету. Страдивари пропитывал древесину скрипок уникальным составом. Скрипачи современности продолжают выбирать итальянские экземпляры. Вдумайтесь, прошло 30 лет, воз остался позади.

Нынешнему поколению известны марки клеев, наименования материалов. Необходимое продается магазинами. СССР лишил изобилия людей, снабдив относительной стабильностью. Сегодня преимущество описывается возможностью изобретения уникальных способов заработка. Профессионал-самоучка везде срубит капусты.