Полочная акустика своими руками
DIY или Сделай Сам
Однажды я задумал собрать себе качественную акустику для озвучивания небольшой комнаты, а также для использования в качестве мониторов ближнего поля при работе со звуком на компе (хобби). Главное требование — адекватное звучание по отношению к источнику. Не чтобы «низы колбасило» или «тарелочки звенели», а именно адекватное естественное звучание. Итак, собираем качественные «полочники».
Количество полос
В теории идеальная система – однополосная. Но, как и все идеальное, такой системы не существует в природе. Да, есть очень качественные широкополосные динамики у того же «Визатона», но почему-то все известные производители делают двухполосные полочные системы. А когда речь идет о напольном варианте, то и 3 полосы — не редкость. Тут вопрос особо не стоял – классический двухполосный вариант: НЧ и ВЧ.
Выбор динамиков
Основное требование, предъявляемое к динамикам – оптимальное соотношение цена / качество. Т.е. это не должны быть «дешевки» по 500р., но и не умопомрачительный «хай-енд» за $1000. К тому же я не торопился. Мысль собрать собственными руками «полочники» пришла достаточно давно, и я заблаговременно закинул удочку моему хорошему знакомому, «больному» звуком, с которым мы на эту тему давно постоянно и плодотворно общаемся.
Первыми появились ВЧ — Vifa XT19SD-00/04 ring-rad. Это высококачественные 4-омные «пищали», достаточно популярные среди аудиофилов. Планировались для одного комплекта, но по каким-то причинам не пошли и в оказались в моем комплекте.
Вторыми подоспели НЧ. Ими оказались очень приличные мидбасы из комплекта Soundstream Exact 5.3. Вот здесь про них можно немного почитать. Случилось так, что «пищалки» при монтаже сгорели, а одинокие вуферы оказались сами по себе не нужны. 4-омные 5,5″ мидбасы, закрепленные в литой корзине из алюминия, были незамедлительно приобретены.
Теперь, когда динамики есть, можно приступить к созданию акустики.
Активные / пассивные?
У каждого варианта свои плюсы и минусы. Во-первых, нужно учитывать компактность самих колонок и связанные с этим сложности в компоновке в условиях ограниченного пространства. А монтировать снаружи нет смысла. Во-вторых, отдельные модули как самостоятельные компоненты можно комбинировать в дальнейшем, а также проще ремонтировать в случае чего. Ну и в-третьих, активные колонки – это достаточно дорого. Т.к. если делать приличный усилитель (а бывает и по одному в каждый корпус), то он получится дороже самой акустики. К тому же у меня уже был усилитель. Но в любом случая я за схему – пассивная акустика + усилитель, она более универсальна.
Расчет размеров корпуса
С динамиками определились, теперь необходимо понять, какой корпус для них оптимален. Размеры считаются исходя из характеристик звучания НЧ-динамика. На сайте производителя рекомендации отсутствуют, т.к. динамик предназначался прежде всего для автозвука. Держать специальную аппаратуру для этих целей нет никакого смысла, если только это не ваша работа. Поэтому на помощь приходит толковый чувак со специальным стендом. В результате лабораторных испытаний получаем расчетный размер корпуса 310 х 210 х 270 мм. В процессе замеров также были посчитаны параметры фазоинвертора.
Кстати, многие производители на своих сайтах публикуют рекомендуемые размеры корпуса для динамиков. Когда такая информация есть, логично воспользоваться ей, но в данном случае такими данными я не располагал, поэтому пришлось заняться лабораторными исследованиями.
Материал корпуса
На мой взгляд, наиболее оптимальным материалом для корпуса является МДФ. Он акустически нейтрален, а также чуть лучше по эксплуатационным характеристикам, чем ДСП. Фанера также хороша, но найти качественную фанеру непросто, и она дороже и сложнее в обработке. В качестве исходного материала для корпуса был выбран 22мм лист МДФ. В принципе стандартных 18-20мм вполне достаточно, но я решил сделать немного с запасом. Жесткость лишней не бывает.
Конструкция и дизайн корпуса
Один из самых важных этапов. Прежде чем ехать за МДФ, советую определиться с конструкцией, чтобы сразу попросить продавца распилить лист по частям, а на нормальной точке продаж всегда есть хорошие станки с точным и ровным распилом. В домашних условиях такой рез получить сложно.
Итак, дизайн. Колонки должны смотреться как минимум не хуже «промышленных», чтобы не было ощущения клуба очумелых ручек. Мы ведь делаем не только качественную, но и красивую акустику. Вообще красивых, интересных и при этом конструктивно несложных акустических систем практически нет. Красивую акустику делает итальянская Sonus Faber, потрясающие по красоте – Magico Mini. Но все они сделаны с применением точных станков, которых дома по определению нет. Как вариант, можно заказать корпуса хорошему «краснодеревщику» с руками и ЧПУ. Такая работа обойдется в зависимости от того, где и что вы заказываете, от 10 000р. до 30 000р. вместе с материалами. Если специалист хороший, то колонки будут выглядеть не хуже, а то и лучше «магазинных». В данном случае я решил, что все полностью буду делать сам. Поэтому смотрим на вещи реально и делаем конструкцию безо всяких скосов, фигурных выпиливаний и т.д. Т.е. это будет параллелепипед. Расчетные размеры дают достаточно приятную пропорцию, а пропорция в дизайне – это уже полдела.
В чем проектировать? Я хоть и связан с дизайном по роду деятельности, но 3D-пакеты знаю, мягко говоря, поверхностно. При этом программа должна быть в большей степени инженерной, чем рендерной. Специализированные «Кады» для этой цели тяжеловаты и излишни. Выход был достаточно быстро найден – фриварный SketchUp более чем подходит для этой цели. Он настолько прост и интуитивно понятен, что был полностью освоен примерно за час. Он может главное: быстро создавать любые фигуры, проставлять размеры, использовать простые текстуры. Считаю, что такая программа идеально подходит для «домашних» целей. В ней легко можно, например, спроектировать кухню или даже небольшой дом.
Вот конструкция корпуса:
Исходя из чертежа, вырисовывается схема распила листа:
В целом варианты — неплохие по внешнему виду, но чисто конструктивно вызывают сложности. В результате было решено боковые стенки отделать шпоном ясеня, а остальные 4 стенки обтянуть по окружности кожей, точнее качественным автомобильным кожзамом. Пищаль красива сама по себе, а вот НЧ-динамик имеет на фронтальной стороне корпуса конструктивную накладку, которая будет смотреться не очень красиво. Поэтому было решено изготовить для него дополнительную декоративную накладку (кольцо), которое будет прижимать его к корпусу, а заодно придаст красоты самой колонке. С конструкцией и дизайном определились.
Инструменты
Прежде чем перейти к следующему этапу, обозначу, какие основные инструменты нужны для работы:
Циркулярка.
Электролобзик.
Шлиф-машина.
Прямые руки.
Без этого набора лучше заказать корпуса хорошему мастеру.
Распил
Итак, распиливаем бюджет лист МДФ. Я уже писал, что лучше распиливать на специальных станках – это недорого, а получается точно. Но т.к. я решил корпус делать сам от и до, то для чистоты эксперимента распиливал сам ручной циркуляркой, а небольшие куски лобзиком с направляющей. Как и предполагалось идеального реза не получилось. После реза, пары стенок (левая-правая, передняя-задняя и т.д.) устанавливаются парой, подгоняются шлиф-машиной и/или электрорубанком и проверяются на перпендикулярность угольником. А в дальнейшем при сборке финально подгоняются после склейки. Потеря 2-3 мм несущественна. Но все-таки рекомендую распиливать сразу «на базе», сэкономите кучу времени.
Сборка корпуса
Стенки склеиваются ПВА и стягиваются шурупами. Вначале склеиваем корпус без передней стенки.
Теперь отверстие для клемника, а также фаску для того, чтобы его «утопить». Изначально по проекту клемник предполагалось разместить внизу. Но в процессе стало понятно, что монтировать кроссовер в центре через отверстие для вуфера будет не очень удобно, поэтому переместил дырку под клемник выше, а место под кроссовер – ниже.
Можно закрывать коробку.
Теперь один из очень ответственных этапов – вырез отверстий под динамики на фронтальной панели. Я уже говорил, что идеальная акустическая система – это однополосная. Почему? Потому что распространение звука идет из одного источника до слушателя без рассогласования по времени из-за разницы (мизерной) в расстоянии, которая есть при использовании многополосной системы. Поэтому динамики лучше всего располагать как можно ближе друг к другу. Так звуковая картинка получается «плотнее». Рассчитываем отверстия так, что расстояние между краями динамиков будет примерно 1 см. Отверстия пилятся лобзиком с круговой направляющей.
После того, как фаски сняты, прикладываем клеммник и динамики, после чего просверливаем тоненьким сверлышком отверстия под будущие саморезы. Без них, во-первых, может «распереть» сам МДФ при вкручивании шурупов, во-вторых, при финальном монтаже динамики сложнее будет ровно поставить. Очень долго думал, каким образом выставлять относительно друг друга динамики, пришел к такой схеме:
Дырки от шурупов на внешних поверхностях необходимо заделать перед финальной отделкой. Я использовал эпоксидку. Чтобы не ждать, пока одна поверхность затвердеет, заклеивал каждую поверхность скотчем и принимался за следующую. Когда эпоксидка высохла, прошелся шлиф-машиной.
Шпон нужно защитить. Я покрыл его прозрачным яхтным лаком.
Теперь нужно обтянуть корпус кожзамом. Вариантов как это сделать – много. Я решил сделать следующим образом. Отрезается полоса на 20 мм больше ширины корпуса и немного длиннее окружности корпуса. С каждой стороны подгибается на 10 мм, подгиб приклеивается на «спецклей 88». Потом на этот же клей полоса клеится по окружности на корпус. Сначала низ (частично), потом задняя стенка, потом верхняя, потом передняя и снова нижняя. На последнем этапе перед клейкой полоса подрезается по месту и наклеивается встык. Я клеил все стороны за раз, т.е. не ждал, пока каждая сторона высохнет. После каждой стороны я делал небольшую паузу (клей прихватывает достаточно быстро), и принимался за следующую.
Если очень хочется, потом фазик можно как-то облагородить.
Потом прорезаются отверстия на клеммнике, «вуфере» и «пищалке». Кожа на клеммнике и ВЧ будет утапливаться вниз, поэтому диаметр выреза можно оставить меньше на 5-10 мм. Кожа на НЧ будет прижиматься декоративным кольцом, поэтому нужно подрезать так, чтобы ее не было видно.
Финальный монтаж
Первым делом монтируем кроссовер. Кросс – самопальный, на хорошей элементной базе. Используются катушки с воздушным сердечником, пленочные конденсаторы на пищалку и МОХ-резисторы. Сам я его не паял, а заказал толковым ребятам.
Теперь припаиваем нужную пару проводочков к клеммнику и фиксируем его на корпусе. Клеммник и динамики прикручиваются декоративными черными саморезами с головкой под «звездочку». Подобными саморезами прикручена накладка на «пищали», поэтому логично было бы использовать такие же и для остального. Задняя стенка готова.
Мидбасс необходимо как бы подсунуть под кожу, а сверху придавить декоративным кольцом. Припаиваем оставшуюся пару проводочков и монтируем динамик.
Все? Все. Прикручиваем к клеммнику акустический кабель и начинаем испытания.
Испытания
Тест системы производился в следующих конфигурациях:
1. Ресивер Sherwood VR-758R + акустика.
2. Компьютер + Unicorn (USB-ЦАП) + Самопальный стерео-усилитель + акустика.
3. Компьютер + E-mu 0204 (USB-ЦАП) + Sherwood VR-758R + акустика.
Немного о самих конфигурациях. Я лично считаю, что на данный момент идеальный вариант домашнего муз-центра это: комп + USB-ЦАП + усилитель + акустика. Звук в цифре без искажений снимается через USB и поступает на качественный ЦАП, с которого передается на качественный усилитель и после на акустику. В такой цепочке количество искажений минимально. Кроме того, вы можете использовать совершенно разные фонограммы: 44000/16, 48000/24, 96000/24 и т.д. Все ограничено возможностями драйвера и ЦАПа. Ресиверы в этом плане менее гибкий и заранее морально устаревший вариант. Размер современных винчестеров позволяет хранить на них практически всю медиатеку. А тенденции к подписке на Интернет-контент могут и этот вариант упразднить, хотя это не ближайшее время и далеко не для всех подойдет.
Скажу сразу, что во всех трех конфигурациях акустика звучала прекрасно. Я, честно говоря, даже не ожидал. Вот некоторые субъективные аспекты.
1. Адекватный и естественный звук. Что записано, то и воспроизводится. Нет перекосов ни в какую сторону. Как я и хотел.
2. Большая чувствительность к исходному материалу. Все огрехи звукозаписи, если они есть, хорошо слышно. Качественно смикшированные треки слушаются отлично.
3. Хорошо читаемые для таких размеров басы. Конечно, органную музыку на полочниках в полной мере не оценишь (ее вообще на акустике сложно оценить), но большинство материала «переваривает» без проблем. Большего от таких малышек ожидать трудно.
4. Очень хорошая проработка деталей. Слышно каждый инструмент. Даже при насыщенной звуковой картинке и приличной громкости звук не съезжает в кашу (усилитель здесь играет не последнюю роль).
5. Хочется сделать погромче;) Т.е. акустика не орет, а ровно играет. Хотя тут тоже не малая заслуга самого усилителя, т.к. при увеличении нагрузки хороший усилитель сохраняет линейность.
6. От долгого прослушивания не болит голова. У меня лично это частенько случается, а тут целый день играет и хоть бы что.
7. Опасения на счет некорректной панорамы и сильной зависимости звучания от положения слушателя не подтвердились. Насколько мне известно, у автомобильной акустики специфическая фазировка звука из-за особенностей расположения динамиков в салоне. А именно про этот комплект я читал, что мидбасы у него в этом плане более универсальные. Что собственно и подтвердилось. Можно сидеть в центре перед колонками, можно встать рядом боком к ним — звук отличный. Зависимость есть, но очень небольшая.
Что касается самих конфигураций, то наиболее качественного звука удалось добиться при второй конфигурации.
Во-первых, использовался очень качественный ЦАП Unicorn.
Во-вторых, «самопальный усилитель» — это ноу-хау одного толкового тольяттинского «звукаря». Вот он в красивом небольшом алюминиевом корпусе:
В двух словах, удалось найти схемотехническое решение, при котором усилитель при изменении громкости сохраняет свои характеристики, т.е. не искажает звучание при любой (конструктивно допустимой) громкости. Очень многие усилители (даже очень дорогие) страдают этим. Было удивительно слушать, как такой усилитель оживлял многие акустические системы, т.е. заставлял их звучать так они должны звучать. К слову по такой схеме переделывались и некоторые промышленные усилители (в частности довольно неплохой и сам по себе Xindak), и у них открывалось «второе дыхание».
Сравнивали акустику с чем-то другим, спросите вы? Да, например с ProAC Studio 110 – это достаточно качественная полочная акустика, вот немного про них. Сравнили, поняли, что звучат точно не хуже. У «проаков» возможно чуть меньшая зависимость звука от положения слушателя из-за специфического размещения инвертора и «пищалки», там как-то они хитро все это рассчитывали. А в остальном абсолютно ничуть не хуже, даже мне лично мои самоделки больше понравились, но это спишем на субъективизм;) Еще одевал наушники (достаточно неплохие Koss) и сравнивал по панораме, верхам и низам. Абсолютно идентичное звучание. Даже по низам. В общем, восторг полный.
Калькуляция по материалам
СЧ/НЧ динамики (пара): 3 000р.
ВЧ динамики (пара): 3 000р.
Кроссовер (пара): 3 000р.
Синтепон: 160р.
Терминал (клеммник): 700р.
Шурупы: 80р.
Лист МДФ, 22мм: 2 750р.
Скотч: 30р.
ПВА: 120р.
Спецклей 88: 120р.
Виброизоляция: 200р.
Фигурное кольцо-накладка: 500р.
Кабель:500р.
Итого: 14 160р.
Некоторые материалы были или достались безвоздмездно, здесь соответственно не учтены.
В заключении
В любом более-менее сложном устройстве или законченной функциональной системе важно абсолютно все. Когда речь идет о музыкальной системе, то на конечный результат влияет большое количество факторов:
Качество фонограммы.
Устройство для воспроизведения фонограммы.
Цифро-аналоговый преобразователь.
Усилитель сигнала.
Провода.
Динамики, установленные в корпусе акустической системы.
Правильно рассчитанные под динамики и качественно собранные корпуса.
Схема и комплектуха для кроссовера.
Это основной, но не полный список.
Неверно считать, что главное — усилитель или главное — провода, или главное — динамики. Домашняя музыкальная система — это как оркестр. И если в этом оркестре кто-то будет плохо, а кто-то блестящее играть, то в целом получится — средне. Или, как говорилось в очень точном примере: если смешать бочку говна с бочкой повидла, то получится две бочки говна.
Есть и другая крайность. Хорошая система стоит баснословных денег. Значит каждый компонент должен стоить по полмиллиона. А фонограммы должны быть исключительно в Super Audio CD или на фирменных пластинках. Типа закрытое общество элитных аудиофилов. Фигня это все.
Я пришел к выводу, что собрать собственную относительно бюджетную систему, которая описывается одним словом «Звучит», вполне возможно. И если в качестве ЦАП или усилителя в силу особенностей лучше использовать реально существующие решения, которых сейчас очень много. То правильно сделанная (самостоятельно или под заказ) акустическая система, будет звучать лучше, чем за те же деньги приобретенная «фирменная». Сейчас практически все компоненты можно заказать в Интернете. Более того многие производители публикуют схемы корпусов для соответствующих динамиков. Существует масса программного обеспечения для расчета параметров корпусов. В сети множество специализированных форумов, а в офлайне есть люди с руками. Во всем быть специалистом конечно невозможно. Как и в любой области главное – знать общие принципы.
Статья не претендует на истину в последней инстанции, но, надеюсь, что мои мысли и мой опыт кому-нибудь еще пригодится.
Адрес администрации сайта:
НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:
Колонка — это акустическая система весьма скромных размеров, имеющая в себе один или несколько громкоговорителей со встроенным усилителем. Звуковые колонки используются для увеличения громкости звука, а звук увеличивается с помощью динамиков. Динамики состоят из двух магнитов: обычно это керамический постоянный магнит и электрический магнит, работу которого контролирует звуковой аудиоусилитель. Благодаря этим магнитам при их взаимодействии образуется звук. Колонки делятся еще на две категории: пассивные — то есть, в которых не встроен аудиоусилитель, например, наушники; и активные — соответственно колонки, которые имеют свой встроенный аудиоусилитель. Система активных колонок имеет собственное питание. В данной статье вы увидите, как изготовить самодельную активную акустическую систему своими руками . Эту колонку можно подключать и к компьютеру, и к телефону, и в плееру и так далее. Для изготовления данной самоделки мне понадобились:
Материалы:
1) Два динамика мощностью 3 ватт каждый (они будут служить в качестве источника звука);
2) Трех с половиной миллиметровый штекер для подключения акустической колонки к разным устройствам;
3) (усилитель будет принимать звуковые сигналы с какого-нибудь устройства и передавать их к колонкам усиливая эти сигналы);
4) Переключатель для выключения питания колонки;
5) Провода для соединения контактов;
6) Изолирующая лента для изоляции проводов и прочих нужд;
7) USB штекер для подключения к питанию;
8) Термоусадочные трубки для изоляции оголенных контактов;
9) Фанера (из фанеры будет изготовлен корпус, так как это самый доступный материал);
10) Саморезы для сборки корпуса.
Инструменты:
1) Электрический паяльник для пайки проводов;
2) Клеевой пистолет и термоклей для склеивания некоторых деталей и для изоляции контактов;
3) Канцелярский нож для чистки проводов от изоляции и для прочих нужд;
4) Зажигалка для термоусадочных трубочек;
5) Ножовка для пиления фанеры;
6) Лобзик для пиления круглых и прочих отверстий на фанере;
7) Электрическая дрель для сверления отверстий;
8) Отвертка для закручивания саморезов;
9) Линейка и карандаш для черчения пометок на фанере для корпуса колонки;
10) Наждачная бумага для шлифовки корпуса;
11) Кусачки для резки проводков и лишних контактов;
12) Циркуль для черчения окружностей.
Процесс изготовления самодельной активной колонки.
Подготовим два трех ватных громкоговорителя, 3.5-миллиметровый разъем и аудиоусилитель PAM 8403 и соединяем их контакты с помощью соединительных проводов.
Характеристики динамиков записаны с обратной их стороны, а именно вот они:
Разъем на 3.5 миллиметров имеет три контакта: левый канал, правый канал и общий. Бывают еще четырех контактные штекеры: левый и правый каналы, общий и микрофон; но в этой колонке нету микрофона да и зачем, поэтому можно не использовать четырех контактный штекер. Значения контактов штекера изображены на фотографии.
Аудиоусилитель будем использовать , заказанный с АлиЭкспресс очень хорошего качества как говорилось ранее. Этот усилитель питается от напряжения пять вольт, поэтому будущую колонку можно будет подключать и к ноутбуку,и к заряднику телефона…
Так же будем использовать кнопку питания для выключения колонки.
Берем провода и зачищаем их кончики от изоляции с помощью канцелярского нажа для будущей пайки.
Припаиваем эти провода к аудио усилителю с помощью электрического паяльника, но при этом очень аккуратно, чтобы не испортить и не повредить усилитель.
В моем случае синий провод — это плюс, а коричневый провод — минус.
Лишние торчащие контакты отрезаем с помощью кусачек для того, чтобы выглядело аккуратней.
Закрепляем провода между собой с помощью изолирующей ленты.
Должно получиться вот так, как показано на фотографии.
Теперь припаиваем провод питания к усилителю с USB штекером. Да, в конце статьи провод будет белого цвета, так как я его перепаял из-за недостаточной длины, так что особо не судите.
Зачищаем провода USB провода и один из проводков припаиваем с помощью электрического паяльника к переключателю питания колонки.
Изолируем проводок с помощью термоусадки.
Теперь полученные два провода припаиваем к аудио усилителю обязательно соблюдая полярность: в моем случае коричневый — минус, синий — плюс.
Снова лишнее на плате откусываем кусачками.
Вот что у меня получилось:
Теперь к аудиоусилителю припаиваем провод с 3.5 миллиметровым штекером.
Провод должен иметь не менее трех контактов, но лучше ровно три.
Зачищаем провода и припаиваем их к 3.5 миллиметровому штекеру.
Теперь припаиваем провода к аудиоусилителю, но каждый проводок в свое место.
По цветам провода припаиваем их к плате, а именно черный провод — это левый канал, что отмечено на плате буквой L; красный проводок — это правый канал, что отмечено на усилителе латинской буквой R; а зеленый проводок — это общий канал, что отмечено на усилителе соответственно латинской буквой G.
Теперь изолируем 3.5 миллиметровый штекер термоусадкой и термоклеем.
В общем у меня получилось вот так, как на фото.
Теперь начинается более сложный процесс, а именно заготовка корпуса.
На фанере чертив прямоугольник, при разделении которого на пополам получим два одинаковых квадрата, в каждую из которых по центру квадратов с помощью циркуля чертим окружности равного диаметра для будущих посадочных мест динамиков.
С помощью электрической дрели сверлим отверстие для продевания лобзика в это отверстие.
Выпиливаем прямоугольник с помощью ножовки.
С помощью ручного лобзика вырезаем окружности из прямоугольной детали корпуса колонки.
В полученные два отверстия легко вставляются трех ваттные динамики.
И еще две прямоугольные детали одинаковых размеров.
Пока из всего полученного собираем корпус.
Теперь надо аудиоусилитель закрепить на передней части корпуса.
Для этого сверлим отверстие с помощью электрической дрели, надо чтобы в это отверстие свободно и надежно устанавливался усилитель.
С внутренней стороны детали около просверленного отверстия с помощью канцелярского ножа выковыриваем углубление для платы усилителя.
Акустические колонки
То, каким будет качество звука в машине, напрямую зависит от месторасположения колонок. Кроме того в этом деле имеет значение и резонанс корпусов.
Поэтому корпус колонки, применяемой в данном случае, должен быть выполнен из материала, имеющего достаточный резонанс. В результате этого самым подходящим вариантом будет – создание колонок своими руками.
О том,как самому сделать акустические колонки, можно узнать из нашей статьи. Информация поможет узнать не только, как сделать акустические колонки самому, но и как собрать настоящую акустическую систему.
Создание условий для колонки
В первую очередь необходимо узнать, каких размеров будет колонка. Для этого следует определиться с местом ее расположения.
Чаще всего колонку устанавливают в багажнике, поскольку здесь есть достаточно места, чтобы ей хватило пространства. Кроме того в багажном отсеке также создается своеобразный резонанс, поэтому музыка звучит здесь немного иначе.
Установить колонки можно и возле заднего стекла, однако здесь они должны будут иметь более компактные размеры, так как массивные колонки сюда могут не поместиться.
Примечание. Однако это опять же зависит от положения колонки: стоя или лежа.
Измерение размеров
Чтобы узнать размер ящика для колонки следует:
- Определиться с местом ее размещения.
- Определить, сколько пространства можно отвести для установления .
- Измерить размер отведенной площади.
Примечание: для колонки в багажном отсеке вполне хватит 30 см длины. А вот колонки, установленные за задним сиденье не должны иметь более 15 см.
Выбор материала
Для создания колонки вполне подойдут такие материалы:
- ДСП. Кстати найти данный материал можно намного проще, чем остальные, так как он часто встречается в продаже. Кроме того, его цена является вполне доступной.
Преимущество данного материала заключается в том, что он обладает довольно большой отдачей, поэтому звук динамиков не будет искажаться. Также этот материал является самым легким, поэтому конструкция не будет обладать слишком большим весом. - Твердая резина (эбонит). Изделия получаются довольно неплохими, однако звук будет немного приглушенным. Да и найти в продаже куски эбонита прямоугольной формы не так-то просто.
Кроме того изделие может иметь неприятный запах. Самое главное преимущество: эбонит трудно воспламеняется, поэтому при коротком замыкании корпус колонки не сгорит.
- Древесина. Подойдет древесина любого дерева.
При этом лучше отдавать предпочтение дубу или сосне, так как с их помощью можно создать неплохой резонанс. Также преимуществом материала является его привлекательный внешний вид.
Примечание: такое изделие можно даже будет покрасить, поэтому оно получится очень красивым.
Создание корпуса
Выполнить корпус можно любым удобным способом.
Самым подходящим вариантом является следующий:
- При помощи ножовки вырезать детали из материала.
- Выбрать детали, к которым будут крепиться динамики. В их центральной части следует сделать отверстия круглой формы.
Примечание: диаметр отверстия должен совпадать с диаметром нижней части динамика.
- Также необходимо вырезать небольшие кольца, которые будут крепиться снизу проделанных отверстий (чтобы динамик надежно фиксировался). Форма этих колец должна напоминать тарелку без дна.
- Приклеить кольца к деталям.
- Вокруг колец в деталях сделать еще отверстия в форме треугольника с закругленными углами.
Примечание: это необходимо для того, чтобы звук проникал и в корпус, а не выходил только наружу.
- Для внутренней части корпуса следует также изготовить небольшие перегородки (их длина должна соответствовать длине самого корпуса). С их помощью будет удерживаться фазоинвертор.
- Сделать небольшие порты, через которые будут закрепляться клеммы.
Сборка колонки
Чтобы собрать все детали в одно целое, следует:
- Соединить детали корпуса при помощи клея или саморезов: прямоугольные части по бокам, нижнюю часть, а также часть с отверстием сверху.
- Внутри заполнить колонку синтетическим пухом.
- Установить динамик на предназначенное место.
Примечание: проводку динамика можно вынуть через любое отверстие, которое создается удобным способом.
- Покрасить каркас лаком. Таким образом, у него появится законченный внешний вид.
Примечание: для покраски не обязательно использовать лак. Для этого может пригодиться черная краска. А некоторые детали можно вообще выполнить в другом цвете.
Создание акустической системы
Акустическая система не всегда свидетельствует о наличии колонок.
Произвести работу по созданию акустической системы в машине можно так:
- Изготовить подиумы из пены. Для этого:
- Сделать шаблон из картона. Приложить его к месту, где должен быть подиум.
- Используя шаблон, вырезать основание для подиума. С этой целью может пригодиться обычная фанера и арматура.
- Основание состоит из двух колец. При этом диаметр первого кольца должен соответствовать диаметру защитной сетки. А вот диаметр второго – диаметру колонки.
- Кольца необходимо соединить между собой при помощи саморезов.
- Вырезать шесть брусочков для создания наклона. Склеить все детали между собой.
- В каркас залить монтажную пену и оставить так, пока она не высохнет.
- Получится более интересный вариант, если вместо фанеры использовать небольшие куски различных пород деревьев. При этом следует подбирать сухие кусочки дерева, не имеющие трещин. Сверху все следует тщательно покрыть лаком, чтобы конструкция стала более надежной. Для большей эффективности все можно закрепить при помощи двух реек.
- Вмонтировать динамики в гнезда и установить подиумы.
Таким образом, создать акустические колонки(см.) можно прямо у себя дома и своими руками. Цена такого удовольствия не будет высокой, так как потратиться нужно будет только на покупку материала.
Да и вообще, использовать можно любые старые динамики. Главное, чтобы они работали и были в неплохом состоянии.
Конечно, прежде чем начинать данный процесс, стоит пересмотреть различные фото и видео с этой тематикой. Инструкция также пригодится.
Сделать колонки своими руками под силу тому, кто умеет обращаться с паяльником, а также разбирается в электрических схемах. Для работы потребуется небольшое количество деталей, которые можно позаимствовать, например, из автомобильных магнитол. Также вам пригодится материал для изготовления корпусов колонок. Обычно для этих целей используется древесина, но можно применить даже пластиковый корпус от пришедшей в негодность акустики. Перед тем как садиться за паяльник и вытравливание печатной платы, стоит выбрать конструкцию, микросхему, возможности акустической системы.
Что вам нужно от акустики?
Приятно, когда звук, воспроизводимый от персонального компьютера, звучит во всем слышимом диапазоне (начиная от 20 Герц и до 20 кГц). Для подчеркивания каких-то определенных частот вам нужно использовать специальные фильтры. Большая часть дешевых колонок, которые можно встретить в продаже, воспроизводят звуки в диапазоне от 50-100 Герц и до 15 кГц. От этого звучание кажется неполным, некрасивым. Поэтому акустические колонки, своими руками сделанные, должны иметь более высокие характеристики, чтобы удовлетворить ваши потребности.
Сразу определитесь, какие частоты вы планируете подчеркнуть, будет ли в вашем усилителе возможность ручной корректировки. Но если решите пойти по легкому пути, то достаточно окажется отфильтровать низкие и высокие, чтобы устройства, воспроизводящие этот спектр, работали параллельно с основными динамиками. Наверное, вы слышали такие слова, как «пищалки» (небольшие динамики, фильтрующие высокие частоты) и «сабвуфер» (большой деревянный ящик, в котором расположен динамик для воспроизведения низов). Вот их-то вам и придется сделать самостоятельно.
Что нужно для сабвуфера?
Без качественного ящика он работать не будет. Объемное звучание создается воздухом, который движется внутри короба. Причем воздух приводит в движение диффузор динамика. Значит, вам нужно смастерить закрытый короб с одним отверстием для выхода воздуха. Так как вы делаете колонки для компьютера своими руками, то нет нужды использовать огромные динамики, которые применяются для автозвука. Идеальный вариант — это автомобильная акустика, используемая в качестве стандартной, которая устанавливается во фронтальной части. Небольшого диаметра динамики, диффузоры прорезиненные, мягкие и эластичные. Это именно то, что требуется для сабвуфера.
Конечно, давление воздуха сильное он не создаст, но для небольшого помещения его будет достаточно, чтобы подчеркнуть низкие частоты. Также вам понадобится усилитель НЧ, на радиорынках таких очень много. Если есть возможность, можно снять со старого автомобильного магнитофона его. Мощность на выходе должна быть минимум 20 Ватт, а питание микросхемы желательно однополярное. Но самое главное — это фильтр низких частот (ФНЧ), потому как сделать колонку своими руками с сабвуфером без этого узла не получится. Не стоит загромождать конструкцию сложными ФНЧ на микросхемах и операционных усилителях. Достаточно пассивного фильтра, собранного из сопротивлений и конденсаторов. В зависимости от их параметров производится отсечка частот.
Как сделать короб для сабвуфера
Для изготовления короба нужно использовать прочную древесину. Идеально подойдет ДСП или ДВП, ее толщина должна быть не больше 5 мм, чтобы конструкция получилась как можно легче. Если есть старые советские телевизоры в деревянных коробках, то можно из них сделать неплохой ящик. Вырежьте при помощи лобзика все элементы конструкции. Акустические колонки, своими руками собранные, должны быть прочными, поэтому не жалейте клея и саморезов для проведения крепежа. Лицевая часть, на которой устанавливается динамик, крепится в последнюю очередь.
Для придания жесткости коробу используйте деревянные рейки треугольной формы. Старайтесь все мелкие щели и зазоры проклеивать. Ведь воздух в сабвуфере будет двигаться, а вам нужно, чтобы он не выходил из щелей, так как звучание портится из-за этого. В задней части короба нужно просверлить отверстие для провода, снаружи монтируется разъем для подключения к усилителю. Гораздо удобнее, если звуковые колонки, своими руками изготовленные, будут компактными и без внешних блоков.
Как сделать блок питания
Как упоминалось выше, не стоит брать для конструкции микросхемы с двухполярным питанием. Причина — сложность блока питания, непросто получить необходимый для работы ток. Поэтому лучше всего делать конструкции, которые можно подключить к однополярному с напряжением 12-24 В. А впоследствии ремонт колонок своими руками будет проводиться намного проще, если, конечно, случится какая-нибудь поломка. Мощность трансформатора должна быть немного больше, чем мощность потребителей — всех микросхем усилителей.
Оптимальный вариант — это изготовление одного блока питания для всех устройств. Для эффективного расположения всех узлов акустики стоит разместить и блок питания, и ФНЧ с усилителем для сабвуфера, и УНЧ для основных колонок и «пищалок» в одном корпусе. Это позволит эргономично использовать аппаратуру, а количество проводов становится минимальным. На задней стенке сабвуфера нужно установить разъемы для подключения основных колонок и «пищалок». Но учтите, что сабвуфер — это источник вибрации, поэтому пайку необходимо выполнять качественно, а крепление к корпусу производить при помощи резиновых шайб.
Колонки своими руками: усилитель и БП
Усилитель и блок питания можно врезать и в корпус сабвуфера, чтобы сэкономить место, а на внешней стороне установить разъемы для подключения «тюльпанов». Отверстие заливается герметиком, после чего устанавливается лицевая сторона. Она также монтируется сначала при помощи герметика, а затем притягивается саморезами. После высыхания короба его нужно обтянуть подходящим материалом.
В качестве блока питания можно использовать простую схему: трансформатор, выпрямительный мост и 2-3 электролитических конденсатора. Такие колонки для компьютера, своими руками собранные, будут прекрасно работать, звук окажется чистым и приятным. Если наблюдается небольшое гудение, то увеличьте емкость электролитов. При отсутствии элементов с большой емкостью можно включить параллельно несколько штук, тогда общая будет равна сумме всех конденсаторов.
Как сделать основные колонки своими руками
Для изготовления корпуса вам можно использовать как дерево, так и пластик. Предпочтение лучше отдать первому, так как при его применении в акустике улучшается качество звучания. Если лень заниматься выпиливанием древесины, то вы можете облагородить колонки от старой магнитолы либо использовать их без переделки. Усилитель и блок питания у вас будут собраны в коробе сабвуфера, поэтому остается только подключить динамики к нужным разъемам. Поэтому при наличии двух колонок от музыкального центра можно смело воспользоваться ими.
Если же решили сделать все в лучшем виде, то по аналогии с коробом сабвуфера изготавливаете и два корпуса для основных колонок. При желании их тоже можно оклеить привлекательным материалом. Оклейка тонким войлоком, например, улучшает качество звучания акустической системы. В этих колонках разумнее всего установить по два динамика — для средних и высоких частот. Это и сэкономит провода для подключения, и обеспечит более привлекательный внешний вид всей системы.
Изготовление печатной платы для усилителей и выпрямителя
Пожалуй, не менее трудоемкий процесс, который отнимет немало времени. Если схема, выбранная вами, достаточно простая, то нанести рисунок на фольгированный материал можно при помощи перманентного маркера. Предварительно только обработайте фольгу электролитом для автомобильных аккумуляторов либо соляной кислотой. Это позволит обезжирить поверхность и улучшит процесс травления. Если рисунок печатной платы сложный, то лучше воспользоваться лазерно-утюжной технологией и софтом для рисования дорожек. Вот как сделать колонку своими руками, а именно печатную плату для нее.
В программе намечаете расположение элементов, рисуете дорожки, после чего распечатываете получившееся изображение на лазерном принтере с максимальной насыщенностью черного цвета. Бумагу лучше использовать глянцевую. Затем укладываете рисунок лицевой стороной на поверхность фольги текстолита, крепите бумагу и заворачиваете в чистую ветошь. Нагретым утюгом теперь нужно водить по ветоши, чтобы рисунок отпечатался максимально точно. Эта процедура проводится в течение 10-15 минут. После ее завершения смачиваете бумагу в воде, все лишнее уйдет, а на фольге останется только тонер. При необходимости корректировки нужно дорисовать недостающие элементы перманентным маркером.
Травление платы
После завершения переноса рисунка вам потребуется раствор хлорного железа. Большинство радиолюбителей применяют его, так как процесс травления с его помощью занимает мало времени. Если использовать раствор медного купороса и соли, то травление может занять и сутки, и двое, в зависимости от концентрации веществ. Бывает и так, что раствор хлорного железа плохо разъедает медь, поэтому для увеличения скорости травления нужно нагревать его. Старайтесь только не пропустить тот момент, когда дорожки будут освобождены от лишнего металла, иначе пойдет разрушение той части фольги, которая находится под тонером.
В принципе, сделать музыкальные колонки своими руками можно и без травления печатных плат. Существует навесной монтаж, который сделать намного проще. Но ведь красивая плата с правильным монтажом смотрится намного приятнее, нежели собранные в кучу провода и выводы элементов. Да и возможность возникновения помех в случае с навесным монтажом значительно выше. После проведения травления платы ее необходимо тщательно вымыть и высушить. И только после снятия слоя тонера растворителем или спиртом можно приступить к установке элементов.
Монтаж элементов на печатную плату
Теперь вам остается только наметить расположение всех элементов на поверхности платы. Сначала сделайте отметки в тех местах, в которых требуется сделать отверстия сверлом с диаметром 1-1,2 мм. Занятие не из легких, так как при сильном нажиме можно попросту сломать сверло. Для улучшения печатного монтажа необходимо залудить (покрыть слоем олова) все дорожки платы. Для этого нужно обработать раствором канифоли их все, после чего прогретым паяльником с оловом пройтись по каждой, чтобы припой надежно сцепился с медной поверхностью. Чрезмерный нагрев не нужен, так как есть риск того, что фольга начнет отслаиваться от текстолита.
Перед установкой элементов необходимо их выводы также подвергать лужению. Только в таком случае компьютерные колонки, своими руками изготовленные, будут иметь максимально возможную надежность. При наличии вибрации пайка может очень быстро разрушиться, пропадет контакт, и усилитель перестанет работать либо будет работать, но с хрипом, неустойчиво.
Заключение
Как можно понять из всего сказанного, сделать качественную акустику вы можете из любого материала, который имеется под рукой. Обращайте только внимание на его состояние, не стоит использовать прогнившую древесину для сабвуфера или колонок. Элементная база усилителей НЧ очень маленькая — достаточно одной микросхемы, которая обеспечивает выходную мощность 10-20 Ватт в два канала. Простые музыкальные колонки, своими руками сконструированные, прослужат вам долгие годы, а качество звучания позволит наслаждаться как музыкой, так и фильмами со спецэффектами.
Приветствую читателей «Датагора»! Хочу рассказать вам о создании акустической системы с применением технологии 3D-печати. С помощью 3D-принтера мне удалось построить необычную акустическую систему в форме шара, а также решить ряд дополнительных задач, возникающих при изготовлении акустики.
Хочу заметить, что я вовсе не пропагандирую применение пластмассы в качестве основного материала для построения АС.
Ещё со студенческих времён была у меня мечта — сделать колонки в форме шаров. Но доступные в те времена для меня методы создания корпуса нестандартной формы никак не вдохновляли меня. И вот, спустя много лет, я обзавелся 3D-принтером.
Теперь привожу мой перевод статьи Троэлса (Troels Gravesen) про «худшую в мире купольную пищалку Philips AD 0160». Думаю, советские, да и многие современные пищалки ему не попадались.
Скорее всего, мало у кого найдется именно эта пищалка (tweeter, не путать с Twitter-ом), но исследования Троэлса пригодятся самодельщикам для оценки качества и правильного использования пищалок.
С уважением, Сергей
Я вам покажу на реальном примере, что можно сделать со старыми колонками, а именно с их динамиками, чтобы получить улучшенное звучание.

Фильтр для низкочастотного динамика
Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.
Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.
Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.
Простой фильтр для полосного усилителя
Этот разделитель не нуждается в особенной настройке и собрать его проще простого. Выполнен он на доступных ОУ.
Примечание. У этой схемы фильтра есть одно небольшое преимущество перед остальными. Заключается оно в том, что при перегрузке НЧ канала, искажения его неплохо маскируются СЧ/ВЧ звеном и следовательно, отрицательная нагрузка на слух заметно снижается.
Приступим:
- Подаем входной сигнал на вход операционного усилителя МС1 (выполняет он функцию активного фильтра НЧ );
- Подаем сигнал также на вход усилителя МС2 (в данном случае, речь одет уже о дифференциальном усилителе);
- Подаем сигнал теперь с выхода ФНЧ МС1 на вход МС2.
Примечание. Таким образом, в МС2 из спектра сигнала (входного) вычитывается НЧ часть, а на выходе – ВЧ часть сигнала появляется.
- Обеспечиваем заданную частоту среза ФНЧ, которая и станет частотой разделения.
Процесс изготовления фильтра своими руками потребует ознакомления с тематическим видео обзором. Кроме того, будет полезно изучить подробные фото – материалы, схемы, другие инструкции и многое другое.
Цена самостоятельного изготовления и установки фильтра минимальна, ведь никаких расходов делать практически не нужно.
- Распечатать
Григорий с детства обожал машины, а в подростковом возрасте, когда самостоятельно подключил автомагнитолу в отцовской девятке, понял, что машины будут его работой, хобби, призванием.
Григорий Романчук
Опубликована: 21.03.2015
Добавить
в избранное Версия
для печати
Важные характеристики АС
Для начала разберёмся чем характеризуется акустическая система. Тут три характеристики: амплитудная, фазовая и импедансная.
- АЧХ считается наиболее важной, так как больше определяет звучание, впрочем не в ней счастье, ровная АЧХ еще не гарантия хорошего звука.
- ФЧХ сама о себе не слышна, может быть слышен резкий перегиб фазы в точке раздела.
- ИЧХ вовсе на звучание не влияет, зато влияет на усилитель, но не на каждый, а лишь на тот у которого высокое внутреннее сопротивление, в частности ламповые.
Из-за кривого импеданса многие колонки могут не спеться с лампой, вся неровность импеданса вылезет в АЧХ. В каком-то случае это может пойти на пользу, но надеяться на это не стоит, хотя бы потому, что такая акустика будет крайне чувствительна к усилителю, станут слышны лампы, их режимы, а сравнение с каменным усилителем становится вообще не корректным.
Потому, если задаться цель построить акустику мало чувствительную к усилителю, необходимо обеспечить постоянство импеданса во всем диапазоне частот, а это накладывает определенные ограничения. В частности это обязывает применять фильтра настроеные на равную частоту среза и имеющие равную добротность.
Это правило позволяет для настройки фильтра контролировать только линейность импеданса, что исключает необходимость измерения АЧХ фильтров и в случаи отсутствия хорошего микрофона в измерении ачх динамиков, то есть можно обойтись минимальным набором приборов: генератором (возможно программным) и вольтметром.
Что необходимо знать для создания фильтра в колонке
В первую очередь – устройство акустической системы и общие положения:
- Человек может слышать колебания частот от 16 до 20000 Гц, более высокие частоты воспроизводят менее габаритные динамики, а низкие – сабвуфер.
- Качественная акустическая система должна состоять из двух и более динамиков высоких и средних частот (колонка) и одного — низких (сабвуфер).
Также стоит выделять виды АС:
моно (один канал подачи звука);
- стерео (Два канала подачи звука);
- многоканальная подача звука (в основном 5 колонок, 1 саб расставленные в разных частях территории).
Фильтр необходим при использовании стерео и многополосных АС, например, где один динамик ВЧ, а второй СЧ. В случае подключения без фильтра динамик ВЧ просто не выдержит более низких частот и выйдет из строя. В случае более схожих по параметрам динамиков фильтр служит распределителем частот нужную полосу.
Как сделать фильтр для колонок своими руками пошагово
Для изготовления фильтра следуйте инструкции.
Производим расчёт компонентов. Для этого используйте калькулятор для расчёта параметров составляющих элементов (катушек, конденсаторов и т. д.), например, «Crossover Elements Calculator».
- После расчёта подбираем конденсатор на нужный параметр или же собираем из нескольких в один, параллельно соединённый блок (старайтесь подбирать не слишком разные конденсаторы). По расчётам параметров индукции (в том же калькуляторе) самостоятельно наматываем катушку (диаметр медной лески, диаметр стержня, количество витков будет указано).
- Далее ищем нужную схему, в зависимости от того, какое количество динамиков с нужными частотами вам нужно.
- Подключаем катушку и конденсатор в соответствии со схемой и вашей АС.
Теперь можно слушать качественный, отфильтрованный звук, и гордиться фильтром, сделанным собственноручно.
Порядок фильтра и его добротность
Следующий параметр, с которым надо определиться — это порядок фильтра и его добротность. В данной статье будут рассматриваться два порядка, первый и второй.
- С первым все просто: есть катушка, есть конденсатор, считаем их параметры под требуемую частоту среза и при надобности корректируем значения до получения желаемой АЧХ, ФЧХ, ИЧХ.
- Со вторым порядком по-хитрее, там уже две катушки и два конденсатора. От значений номиналов зависит такой параметр как добротность, он определяет крутизну спада АЧХ и в некоторой степени сдвиг фазы. Поскольку влияние фазового сдвига и крутизны умозрительно не прикинешь, остается просто выбрать в какую сторону думать. А думать тут в сторону низкой добротности, читай больше индуктивности в катушках, меньше емкости в конденсаторах.
Как выбрать порядок. Тут руководствуются уже знакомыми соображениями о том, на что способны излучатели, в особенности высокочастотник. Если большой ход ему противопоказан (как в нашем случае) то предпочтение отдаем второму порядку.
Для полноты картины следует упомянуть, что порядок также определяет степень совместной работы динамиков, но это уже информация для самостоятельного размышления.
Импедансная характеристика динамиков
Когда с примерными параметрами все более или менее ясно, самое время переходить к практике. Снимаем импедансную характеристику динамиков. С целью оценки сопротивления на графике имеется лесенка с шагом в один Ом. Скачек на 110 герцах это переключение с 10 Ом на 20.
Разумеется с такими горбами ни один фильтр нормально, и уж тем более расчетно работать не будет, особенно фильтр НЧ. Фильтру ВЧ этот подъем работать в общем то не мешает, однако как упоминалось ранее такой подъем на конце диапазона приведет к подъему высоких частот, в случае если усилитель имеет высокое сопротивление. Это можно использовать и во благо, оставив подъем небольшим.
Для выравнивания этих подъемов применяют так называемую цепочку Цобеля. Она состоит из последовательно включенных резистора и конденсатора. Проще всего ее подобрать методом научного тыка: берется реостат, горсть конденсаторов, и все это двигается пока не получится ровная линия.
Для примерного представления что от чего зависит привожу набор графиков для различных емкостей и сопротивлений. Ступенька начинается с 10 Ом.
Зная минимальное сопротивление НЧ звена, нужно привести к такому же и ВЧ звено. Тут много вариантов как соединить два резистора и цепочку Цобеля, и каждый кто решился на такой отважный шаг как сведение сам способен определить вид подключения и номиналы резисторов, поэтому описывать данную процедуру здесь излишне. Конкретно в данных колонках по результатам предварительного прослушивания решено было оставить родные резисторы на 2,2 ома и цепочку Цобеля параллельно ВЧ динамику.
Сведение фильтров
Теперь начинается финальный этап — сведение фильтров. Пора намотать катушки… или не намотать? Мотать всегда лень, нет провода, каркасов, конкретных значений индуктивности. В виду этих причин поискав в хламе нашлись пары катушек на 0,8 мкг и 3 мкг — на них и пришлось строить. В крайнем случаи всегда же можно домотать или отмотать лишнее.
По графику видно, что раздел попал в район 1,8 кгц, что вполне вписывается в задуманные границы. Подбором конденсаторов удалось добиться следующего импеданса. На частоте раздела имеется два бугорка, но их высота меньше полу ома — это не критично. Это не конечный его вид, в последствии был несколько увеличен резистор в цепочке Цобеля пищалки.
На приведенных выше картинках АЧХ как самого фильтра, так и АЧХ динамиков с его включением.
Сборка фильтров
В завершение пару слов про сборку. В фильтре применяются сравнительно большие емкости, 20 мкф, 27 мкф, а места в корпусе и так не много, бумаги или пленки не набрать. Приходится ставить электролиты. И если в фильтре НЧ звучание от их применения пострадает не сильно, а в цобеле их можно и вовсе не услышать, то в фильтре ВЧ звучанием конденсаторов пренебрегать опасно. Именно по этой причини были применены бумажный МБГЧ и пленочный К73-16, а все электролиты зашунтированы бумажными МБГО на 4 мкФ.
Не стоит увлекаться параллеленьем сильно разных конденсаторов. Основной критерий здесь тангенс угла потерь. Если к примеру поставить в шунт к бумажному конденсатору аудиофильский полипропилен, то скорее всего вылезут верха и будут они кислотные. Вероятно тут можно составить аналогию с внутренним сопротивлением, сравнив с ним тангенс угла потерь: чем он меньше, тем больше через конденсатор пройдет сигнала, а поскольку емкость у такого высококачественного конденсатора меньше, то через него пройдет только высокочастотная часть сигнала, отсюда и имеем повышенные уровень верхов. Но это только аналогия, для лучшего понимания влияния шунтов на звук.
Про то как надо разносить катушки и какой толщины применять провода статей написано предостаточно, повторяться здесь не буду. Проще показать картинку (тут неправильно припаян цобель высокочастотника, он должен стоять после резистора).
Автор admin На чтение 3 мин Просмотров 4.6к. Опубликовано 07.10.2018
Трёхполосные акустические системы, состоящие из трёх динамиков, являются самым удачным решением для высококачественного звуковоспроизведения. В них используются три типа звуковых головок. Они отличаются по размеру, конструктивным особенностям и полосе воспроизводимых частот. Для разделения всего частотного диапазона выдаваемого усилителем низкой частоты используются полосовые фильтры-кроссоверы. В них используются конденсаторы дроссели и, реже, резисторы.
Сделать своими руками фильтр для динамика НЧ очень просто.Основным элементом устройства является индуктивность или дроссель. Катушка включается последовательно с низкочастотным динамиком.
Фильтр для низкочастотного динамика
Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.
Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.
Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.
Фильтры для динамиков своими руками
Сделать фильтр для динамика совсем не сложно. Он состоит всего из двух элементов – конденсатора и катушки индуктивности. Рассчитать параметры радиоэлементов для пассивной схемы низкой частоты второго порядка проще всего на онлайн калькуляторе. Там можно задать желаемый уровень среза и сопротивление акустической головки. Программа выдаст требуемую ёмкость конденсатора и индуктивность катушки. Например, выбран уровень среза 150 Гц, а сопротивление динамика равно 4 Ом. Калькулятор выдаст следующие значения:
- Ёмкость конденсатора – 187 мкф
- Индуктивность катушки – 6,003 мГн
Требуемую ёмкость можно получить из параллельно соединённых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для работы в акустических системах. Кроме того есть обновлённая линейка конденсаторов аналогичного типа. Это KZKWhiteLine. В качестве недорогих аналогов, радиолюбители часто используют конденсаторы типа МБГО или МБГП.
Катушка индуктивности на 6 мГн наматывается на оправке диаметром 1 см и длиной 6 см. Поскольку катушка не имеет магнитного сердечника в качестве бобины можно использовать цилиндр из любого материала, на который для удобства намотки, нужно сделать щёчки. Для намотки используется медный провод типа ПЭЛ диаметром 1 мм. Длина проволоки 84 метра. Намотку нужно делать виток к витку.
Разделительный фильтр для двухполосной акустической системы
Всем привет, продолжаю серию обзоров про самодельную акустику. Про динамики начало тут. Сегодня о том, как не надо делать разделительный фильтр.
Что такое разделительный фильтр (для любителей англицизмов «кроссовер»)?
Это устройство, пропускающее определенные частотные составляющие в сигнале и ослабляющее остальные. Фильтр может быть реализован в виде аналоговой схемы (пассивные и активные фильтры), а также реализован программно или в виде цифрового устройства (цифровые фильтры).
Если в акустической системе больше одного динамика, то что бы динамики играли согласовано по своим частотным диапазонам, необходим фильтр, который даст динамику играть в своей полосе частот, в своей «зоне комфорта».
Но есть главная особенность. Фильтр для акустической системы нельзя рассчитать, слишком много факторов будут влиять на конечную АЧХ акустики (параметры динамика, расположение их на корпусе, бафлстеп и пр.) Нужны измерения конкретных динамиков в конкретном корпусе. Конечно, это касается домашнего Hi Fi, а не low автозвука и поделок из отечественных динамиков в ящике для хранения картофеля.
Так как здесь все же сайт для
для обзоров товаров, заказанных в зарубежных интернет-магазинах
а не форум по звукотехнике, я расписывать все подробно не буду, но очень рекомендую ознакомится с этой статьей и данным разделом форума.
Теперь посмотрим на то, что предлагают китайцы тем, кто все таки решился пойти по простому пути и поставить готовый фильтр.
Так как проект у меня ультрабюджетный, я выбрал самое дно рынка, самый дешевый и простой разделительный фильтр для двух полос.
Плата фильтра продается по одной.
Размеры платы и подключения:
Тут есть система перемычек:
- Без перемычек — «нормальный» режим.
- С1 перемычка — усиление высоких частот (ВЧ).
- С2 перемычка — усиление низких частот (НЧ).
- Обе перемычки — усиление всего и вся))
Внешний вид платы:
Клеммы: вход с усилителя, выход для НЧ динамика и выход для ВЧ динамика.
Так на вскидку, тут фильтр второго порядка (катушка+конденсатор) на НЧ и фильтр первого порядка на ВЧ (конденсатор).
Аттенюатор из резисторов отсутствует, если у Вас отличается чувствительность (громкость) динамиков, то это Ваши проблемы.
Примерно такую передаточную характеристику мы ждем от такого фильтра:
Но давайте рассмотрим подробнее, перевернув плату топология становится на свои места:
Это все же фильтр первого порядка на НЧ с сабсоник фильтром. Конденсатор тут стоит последовательно с катушкой. На ВЧ работают один либо пара конденсаторов.
Вот, собственно, и разница между НЧ фильтром второго порядка и первый порядок + сабсоник:
Сабсоник может быть полезен как раз для мелких динамиков, что бы низкие частоты не шли на динамик, не способный их воспроизвести.
Посмотрим теперь номиналы элементов:
Электролит 220 мкФ 50 В, пленка 1,5 мкФ 100 В 2 шт.
Индуктивность катушки я не смог определить, она очень мала.
Вот ее параметры: Ферритовый каркас 6 мм в диаметре 20 мм длиной, намотана 17 витков проводом 1 мм.
Измеренные графики работы этого фильтра:
По два графика — это работа перемычек.
Что же мы видим? Да то, что фильтр-то, нифига не фильтрует.
По НЧ индуктивность совсем не работает (зеленая линия), не заваливает АЧХ к середине (басовик будет играть весь диапазон), второй график (желтый) работа сабсоника. По ВЧ — обычный фильтр первого порядка. В принципе, все это плату можно заменить одним конденсатором 3,3 мкФ.
Результат (точнее отсутствие результата) вполне ожидаемо, фильтр по НЧ не работает, сэкономили на катушке. Но для моего проекта пойдет и этот)) Но, если задумаете делать много полосную систему, перечитайте еще раз эту статью.
Продолжение следует.
Спасибо за просмотр. Удачных покупок!
ФИЛЬТР ДЛЯ АКУСТИКИ
Тема сведения акустических систем довольно популярна среди радиолюбителей. Этому способствует не только желание созидать, благо динамиков нынче на любой бюджет, но также и неудовлетворительное качестве серийной акустики. Изготовление фильтров требует как правило большого опыта, отчасти эмпирического, так как строгий математический расчет в лице симуляций никак не отражает звучание, и тем более не может дать ответ как сводить. Примерная прикидка не всегда дает ожидаемые результаты.
Виной тому отсутствие внятной теории именно сведения, а не электрических фильтров, с ними все ясно, чего нельзя сказать про сведение, где все базируется на нюансах которые в литературе как правильно не описаны. Цель данной статьи поведать некоторые особенности проектирования фильтров на реальном примере. В этой статье, к величайшему сожалению, не будет полноценного расчета или инструкции как брать и делать, ибо каждый случай уникален и требует персонального рассмотрения, и в лучшем случае можно указать на что обратить внимание и задать вектор размышлений в целом.
Важные характеристики АС
Для начала разберёмся чем характеризуется акустическая система. Тут три характеристики: амплитудная, фазовая и импедансная.
- АЧХ
считается наиболее важной, так как больше определяет звучание, впрочем не в ней счастье, ровная АЧХ еще не гарантия хорошего звука. - ФЧХ сама о себе не слышна, может быть слышен резкий перегиб фазы в точке раздела.
- ИЧХ вовсе на звучание не влияет, зато влияет на усилитель, но не на каждый, а лишь на тот у которого высокое внутреннее сопротивление, в частности ламповые.
Из-за кривого импеданса многие колонки могут не спеться с лампой, вся неровность импеданса вылезет в АЧХ. В каком-то случае это может пойти на пользу, но надеяться на это не стоит, хотя бы потому, что такая акустика будет крайне чувствительна к усилителю, станут слышны лампы, их режимы, а сравнение с каменным усилителем становится вообще не корректным.
Потому, если задаться цель построить акустику мало чувствительную к усилителю, необходимо обеспечить постоянство импеданса во всем диапазоне частот, а это накладывает определенные ограничения. В частности это обязывает применять фильтра настроеные на равную частоту среза и имеющие равную добротность.
Это правило позволяет для настройки фильтра контролировать только линейность импеданса, что исключает необходимость измерения АЧХ фильтров и в случаи отсутствия хорошего микрофона в измерении ачх динамиков, то есть можно обойтись минимальным набором приборов: генератором (возможно программным) и вольтметром.
Практическая работа
Плавно переходим от теории к практике. Достались мне винтажные колонки под названием Kompaktbox B 9251. И первое что было сделано — произведено прослушивание.
С холодным камнем звук был в среднем не плох, а если говорить конкретно, то местами хороший, а местами как попало. С теплой лампой играть вообще отказались. На основе этих наблюдений был сделан вывод о наличии глубоко зарытого потенциала. Вскрытие показало, что немецкие инженеры решили обойтись одним единственным конденсатором последовательно с ВЧ головкой. Измерение АЧХ дало страшную картину. На рисунке АЧХ одной колонки, кривая с глубокой дыркой на 6 кгц из-за плохого контакта разъема, на нее внимание не обращать. АЧХ отдельно ВЧ и НЧ приведены ниже.
Частота раздела
Тут самое время задуматься о частоте раздела. Обычно частота раздела выбирается на ровных горизонтальных участках, вдали от резонансов и завалов, стараясь обойти внезапные неравномерности как потенциальные источники искажений… А если вспомнить что существует фаза, о которой мало известно, а если известно, то векторно ачх на бумажке не сложишь, а из-за кривизны фаз даже на идеально ровной ачх что-то вылезет, что-то провалится в большей или меньшей степени. Также надо помнить что может дать сам динамик, особенно ВЧ, скажем не надо заставлять дюймовый купольник играть от двух, а тем более одного килогерца, даже если он способен их отыграть по АЧХ.
Не забывайте, что большой ход порождает интермодуляционные искажения, поэтому каждому размеру динамика соответствует свой диапазон частот. В свете вышесказанного понятие частоты раздела размазывается на область, куда стоить сводить, а конечную точку подбирать иначе, например на слух. Или вовсе не подбирать, но про это чуть позже.
Итак, смотрим какие уникальные динамики нам достались. Высокочастотник начинает валить с 1,3 кгц, значит ниже его пускать нельзя. С другой стороны низкочастотник пытается играть по самые 10 кгц, с переменным успехом. Однако здравый смысл подсказывает, что выше килогерца его пускать плохая затея. И что спрашивается делать, если рабочие диапазоны динамиков не пересекаются?
Тут есть два варианта: если спады имеют адекватную крутизну, то лучше всего сводить в ямку, особенно если ямка получается широкой. В случае же нашем, когда спады круты как обрывы, надо держатся подальше от самого крутого из них. Чаще всего это может случится с высокочастотником, им всегда тяжко работать у нижней границы диапазона, поэтому им целесообразнее облегчить жизнь возлагая воспроизведение нижней части диапазона на НЧ динамик, который отыграет хоть плохо, но не нагадит. Поэтому ограничиваем диапазон участком от 1,5 кгц до 2,2 кгц.
Порядок фильтра и его добротность
Следующий параметр, с которым надо определиться — это порядок фильтра и его добротность. В данной статье будут рассматриваться два порядка, первый и второй.
- С первым все просто: есть катушка, есть конденсатор, считаем их параметры под требуемую частоту среза и при надобности корректируем значения до получения желаемой АЧХ, ФЧХ, ИЧХ.
- Со вторым порядком по-хитрее, там уже две катушки и два конденсатора. От значений номиналов зависит такой параметр как добротность, он определяет крутизну спада АЧХ и в некоторой степени сдвиг фазы. Поскольку влияние фазового сдвига и крутизны умозрительно не прикинешь, остается просто выбрать в какую сторону думать. А думать тут в сторону низкой добротности, читай больше индуктивности в катушках, меньше емкости в конденсаторах.
Как выбрать порядок. Тут руководствуются уже знакомыми соображениями о том, на что способны излучатели, в особенности высокочастотник. Если большой ход ему противопоказан (как в нашем случае) то предпочтение отдаем второму порядку.
Для полноты картины следует упомянуть, что порядок также определяет степень совместной работы динамиков, но это уже информация для самостоятельного размышления.
Импедансная характеристика динамиков
Когда с примерными параметрами все более или менее ясно, самое время переходить к практике. Снимаем импедансную характеристику динамиков. С целью оценки сопротивления на графике имеется лесенка с шагом в один Ом. Скачек на 110 герцах это переключение с 10 Ом на 20.
Разумеется с такими горбами ни один фильтр нормально, и уж тем более расчетно работать не будет, особенно фильтр НЧ. Фильтру ВЧ этот подъем работать в общем то не мешает, однако как упоминалось ранее такой подъем на конце диапазона приведет к подъему высоких частот, в случае если усилитель имеет высокое сопротивление. Это можно использовать и во благо, оставив подъем небольшим.
Для выравнивания этих подъемов применяют так называемую цепочку Цобеля. Она состоит из последовательно включенных резистора и конденсатора. Проще всего ее подобрать методом научного тыка: берется реостат, горсть конденсаторов, и все это двигается пока не получится ровная линия.
Для примерного представления что от чего зависит привожу набор графиков для различных емкостей и сопротивлений. Ступенька начинается с 10 Ом.
Зная минимальное сопротивление НЧ звена, нужно привести к такому же и ВЧ звено. Тут много вариантов как соединить два резистора и цепочку Цобеля, и каждый кто решился на такой отважный шаг как сведение сам способен определить вид подключения и номиналы резисторов, поэтому описывать данную процедуру здесь излишне. Конкретно в данных колонках по результатам предварительного прослушивания решено было оставить родные резисторы на 2,2 ома и цепочку Цобеля параллельно ВЧ динамику.
Сведение фильтров
Теперь начинается финальный этап — сведение фильтров. Пора намотать катушки… или не намотать? Мотать всегда лень, нет провода, каркасов, конкретных значений индуктивности. В виду этих причин поискав в хламе нашлись пары катушек на 0,8 мкг и 3 мкг — на них и пришлось строить. В крайнем случаи всегда же можно домотать или отмотать лишнее.
По графику видно, что раздел попал в район 1,8 кгц, что вполне вписывается в задуманные границы. Подбором конденсаторов удалось добиться следующего импеданса. На частоте раздела имеется два бугорка, но их высота меньше полу ома — это не критично. Это не конечный его вид, в последствии был несколько увеличен резистор в цепочке Цобеля пищалки.
На приведенных выше картинках АЧХ как самого фильтра, так и АЧХ динамиков с его включением.
Фазировка динамиков
На этом сведение подходит в концу. Остается только определиться с фазировкой динамиков. Тут есть как минимум три способа: на слух, по форме АЧХ и по фазовому сдвигу на частоте раздела. Если у динамиков АЧХ и ФЧХ в меру линейная, и фильтр фазу на разделе сильно не накручивает, то при смене правильной фазы на неправильную на частоте раздела появится глубокий провал, пропустить его сложно. В таком случае стоит подгонять фазу по по ее сдвигу. Сделать это можно осциллографом подавая на горизонтальную развертку сигнал с усилителя, а на вертикальное отклонение с микрофона.
Подают на вход усилителя синус с частотой раздела и не меняя взаимного расположения микрофона и колонки переключают ВЧ и НЧ динамики. По одинаковости фигур Лиссажу делается вывод о равенстве фаз излучателей. Этот метод хорошо подходит для фильтров первого порядка. С кривизной наших динамиков этот метод себя не оправдывает, поэтому сравниваем АЧХ при разной фазировке.
Второй вариант заметно хуже. Однако и первый не предел мечтаний, но так как двигать индуктивности катушек не просто, а ковыряться дальше уже лень, то все было оставлено как есть.
Сборка фильтров
В завершение пару слов про сборку. В фильтре применяются сравнительно большие емкости, 20 мкф, 27 мкф, а места в корпусе и так не много, бумаги или пленки не набрать. Приходится ставить электролиты. И если в фильтре НЧ звучание от их применения пострадает не сильно, а в цобеле их можно и вовсе не услышать, то в фильтре ВЧ звучанием конденсаторов пренебрегать опасно. Именно по этой причини были применены бумажный МБГЧ и пленочный К73-16, а все электролиты зашунтированы бумажными МБГО на 4 мкФ.
Не стоит увлекаться параллеленьем сильно разных конденсаторов. Основной критерий здесь тангенс угла потерь. Если к примеру поставить в шунт к бумажному конденсатору аудиофильский полипропилен, то скорее всего вылезут верха и будут они кислотные. Вероятно тут можно составить аналогию с внутренним сопротивлением, сравнив с ним тангенс угла потерь: чем он меньше, тем больше через конденсатор пройдет сигнала, а поскольку емкость у такого высококачественного конденсатора меньше, то через него пройдет только высокочастотная часть сигнала, отсюда и имеем повышенные уровень верхов. Но это только аналогия, для лучшего понимания влияния шунтов на звук.
Про то как надо разносить катушки и какой толщины применять провода статей написано предостаточно, повторяться здесь не буду. Проще показать картинку (тут неправильно припаян цобель высокочастотника, он должен стоять после резистора).
Звучание системы
И конечно же надо сказать про звук. Стало лучше, сцена получилась очень недурственная. Кривизна АЧХ особо не слышна, даже наоборот, подъем на середине поддает детальности, верхов как ни странно хватает. Был замечен интересный эффект на басу. Как можно заметить по АЧХ на сотне герц большой подъем, а за ним завал, разумеется качающего баса нет, но есть мид бас. К примеру партия гитары кажется немного просаженным, а нижний бас, партия бас гитары, переходит как бы в слышимую область и читается очень четко, создается впечатление наличия того самого низкого баса.
Конечно ящики маловаты, и порой слышно подбубнивание, для устранения этого эффекта в каждую колонку было добавлено по 30 грамм натуральней шерсти. В целом данная акустика играет тепло и мягко даже без лампового усилителя, сохраняя в звуке строгость и точность камня, а вот с теплой лампой получается перебор мягкости. Все же им нужен усилитель по-строже — триод или двухтакт, но это тема для следующих экспериментов. Специально для сайта Радиосхемы — SecreTUseR.
Форум по аудио
Обсудить статью ФИЛЬТР ДЛЯ АКУСТИКИ
Фильтр для нч динамика. Пассивный фильтр для низкочастотного динамика своими руками
Трёхполосные акустические системы, состоящие из трёх динамиков, являются самым удачным решением для высококачественного звуковоспроизведения. В них используются три типа звуковых головок. Они отличаются по размеру, конструктивным особенностям и полосе воспроизводимых частот. Для разделения всего частотного диапазона выдаваемого усилителем низкой частоты используются полосовые фильтры-кроссоверы. В них используются конденсаторы дроссели и, реже, резисторы.
Сделать своими руками фильтр для динамика НЧ очень просто.Основным элементом устройства является индуктивность или дроссель. Катушка включается последовательно с низкочастотным динамиком.
Фильтр для низкочастотного динамика
Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.
Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.
Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.
Фильтры для динамиков своими руками
Сделать фильтр для динамика совсем не сложно. Он состоит всего из двух элементов – конденсатора и катушки индуктивности. Рассчитать параметры радиоэлементов для пассивной схемы низкой частоты второго порядка проще всего на онлайн калькуляторе. Там можно задать желаемый уровень среза и сопротивление акустической головки. Программа выдаст требуемую ёмкость конденсатора и индуктивность катушки. Например, выбран уровень среза 150 Гц, а сопротивление динамика равно 4 Ом. Калькулятор выдаст следующие значения:
- Ёмкость конденсатора – 187 мкф
- Индуктивность катушки – 6,003 мГн
Требуемую ёмкость можно получить из параллельно соединённых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для работы в акустических системах. Кроме того есть обновлённая линейка конденсаторов аналогичного типа. Это KZKWhiteLine. В качестве недорогих аналогов, радиолюбители часто используют конденсаторы типа МБГО или МБГП.
Катушка индуктивности на 6 мГн наматывается на оправке диаметром 1 см и длиной 6 см. Поскольку катушка не имеет магнитного сердечника в качестве бобины можно использовать цилиндр из любого материала, на который для удобства намотки, нужно сделать щёчки. Для намотки используется медный провод типа ПЭЛ диаметром 1 мм. Длина проволоки 84 метра. Намотку нужно делать виток к витку.
⚡️Фильтры для акустических систем без конденсаторов
На чтение 7 мин. Опубликовано 21.05.2015
Обновлено 07.07.2019
Конденсаторы — это неизбежное “зло”, которое вынуждены, стиснув зубы, терпеть аудиофилы. Многие типы конденсаторов “плохо звучат”.
Например, пресловутая керамика Н90 — из-за пьезоэлектрического эффекта. А как другие типы, скажем, пленочные? Тут можно написать целую поэму. Но можно ли строить частотнозависимые цепи без них, только с помощью дросселей (индуктивностей)? Оказывается, можно. И не только можно, но и нужно!
Мои старые акустические колонки постройки до 1980 г. изредка подвергались доработкам. Из-за порванного диффузора головка 4ГД8-Е была заменена на 5ГДШ5-4 (это почти одно и то же), а заодно и вторая. Головки 25ГД-26 были включены “дублетом” (“лицом к лицу”) (1). И рамку с защитной радиотканью пришлось окончательно снять. А вот фильтры оставались прежние.
На низких частотах — второго порядка, на средних и высоких — третьего. И АЧХ по звуковому давлению была неплохой. Но звучание…! Не чувствовалось разницы между разными усилителями, а не то что между проводами из меди и серебра.
Настало время заменить фильтры. А какие выбрать? За эти годы появилась масса противоречивой информации. Аудиофилы особенно ругали конденсаторы. Сначала советовали делать фильтры не выше первого порядка, потом отказывались делать такие фильтры и строили четвертого, а кое-кто дошел и до шестого порядка.
Анализировали групповое время задержки (ГВЗ) и ФЧХ, двигали ВЧ-излучатель вперед, назад… и даже в сторону. Полнейший “разброд”: от однополосных АС на 4А28 до 4-5-6-полосных… и т.п. Как-то, разгребая распечатки материалов из Интернета, наткнулся на статью А. Юренина о последовательных кроссоверах.
Там автор говорит, что они появились в 1969 г. Но сами схемы я встречал еще в 1961 г. (2). где автор ссыпается на немецкий журнал по технике связи за 1959 г. Суть дела не в этом, а в том. что Юренин привел схему кроссовера для акустики, в которой нет конденсаторов (схема запатентована и используется в производимых фирмой Acoustic Reality акустических системах).
Вот эта схема (рис.1). Она очень проста. Так как мои АС тоже трехполосные, я решил начать переделку фильтров именно с этой схемы. Проведем небольшой анализ. Нарисуем простейший последовательный кроссовер, “первого порядка” так, как его принято изображать (рис.2). Здесь присутствует конденсатор С1. а на рис.1 такого конденсатора нет Но зато там добавлено звено L1-R1. представляющее собой для СЧ- и НЧ-излучателей фильтр нижних частот.
На L1 выделяются верхние частоты и попадают в ВЧ-излучатель BA1. L2-Rваз — это еще один фильтр нижних частот, которые выделяются в ВАЗ, а выделяющиеся на L2 средние частоты попадают в СЧ-излучатель ВА2. Вот и вся премудрость! Главное, чтобы сопротивление излучателей было чисто активным.
Но излучатели (головки) электродинамического типа не могут иметь чисто активного сопротивления, поскольку у них имеется катушка с железным сердечником. Повторение схемы по рис.1 приводит к печальному результату: средних частот явно мало из-за индуктивности головки ВАЗ. Займемся НЧ-излучателем.
Для проведения этой работы понадобятся генератор звуковых частот с Uвых.max = 10В, электронный вольтметр (например, B3-38) или мультиметр. Известно, что для выравнивания входного сопротивления динамика в попосе частот требуется применение цепи Цобеля и последовательного контура на частоте резонанса [3].
Но на НЧ резонансный контур почти никогда не ставится из-за своей громоздкости и отдаленности резонанса динамика от частот раздела НЧ-СЧ/ВЧ (0.3.. .3 кГц). Для выбора R1 иС1 (рис.3) нужно знать сопротивление динамика ВА по постоянному току Re: и индуктивность его катушки Lк.
Рекомендуются такие формулы:
Re моих двух последовательно включенных динамиков составляет 7.2 Ом. Таким образом, R1=9 Ом, а С1 =?. т.к. Lк неизвестна. Чтобы определить Lк, нужно измерить сопротивление динамика на разных частотах.
Схема измерения проста и показана на рис.4. Результаты сведены в табл.1. Поделив показания вольтметра PV1 в милливольтах на 10 (вторая строка таблицы), получаем сопротивление Zва в омах (третья строка).
Из табл.1 находим Fz— частоту, на которой индуктивное и активное сопротивления динамика примерно равны, т.е. частоту, где
Некоторые авторы предлагают брать R1=Rе. Я взял R1=8 Ом, тогда С1 =30 мкФ. Можно использовать бумажный конденсатор типа МБГО 30,0×160 В. В нижней строке табл.1 приведены результаты измерения сопротивления НЧ-динамика с RC- цепью Цобеля (8.2 Ом, 30 мкФ). Неплохая, однако, получилась компенсация! Теперь НЧ излучатель можно включить в схему по рис.1. Провала на средних частотах не будет.
СЧ-излучатель 5ГДШ5-4 имеет Rе=3.5 Ом и отдачу почти в 3 раза большую, чем НЧ-головка, и здесь требуется выравнивание отдачи. Проделав измерения по определению Lк для этой головки, найдем частоту Fz. с которой начинает расти Z.
Это примерно 4…5 кГц. Для выравнивания отдачи целесообразно включить последовательный резистор, как показано на рис.5. не используя цепь Цобеля. Образуется делитель с коэффициентом передачи на НЧ Кп:
Частота Fz такой цепи увеличится в 4 раза и составит 16…20 кГц, так что цепь Цобеля и не понадобится. А входное сопротивление доведем до приемлемой величины, включив параллельный резистор R1 сопротивлением 15 Ом, как показано на рис.6.
При этом эквивалентное сопротивление Z составит:
Это позволяет включить СЧ-иэлучатель в схему на рис.1. Включение последовательного резистора с сопротивлением, почти в 4 раза большим, чем Rе, уменьшает нелинейные искажения СЧ-головки, приближая эквивалентное сопротивление генератора к источнику тока.
Варьируя R1 и R2 (рис.6), можно точно подобрать коэффициент деления, нужный для одинаковой отдачи СЧ- и НЧ-головок. Очень важно отметить, что на средних частотах действительно нет конденсаторов (кроме С1 в НЧ-звене, рис.З), а частоту раздела НЧ-СЧ можно сдвигать, изменяя только одну индуктивность —L2 на рис. 1.
ВЧ-излучатель — 6ГД11. Его Re=5,6 ОМ. Zва =7,3 ОМ на частоте 5 кГц и далее растет до 12,5 Ом на частоте 20 кГц. Чаще всего цель Цобеля не ставят, т.к.частота раздела — 4…8 кГц, а рост Zва с увеличением частоты незначительно сказывается на звучании.
Выбор частот раздела НЧ-СЧ и СЧ-ВЧ производится из следующих соображений. Так как использованы фильтры первого порядка, частоты разделов должны отстоять от резонанса соответствующего излучателя не менее, чем на 2 октавы [3], т.е. fнч-сч>600 Гц (fpeз~150 Гц у 5ГДШ5-4), а fсч-вч > 6 кГц (fрез = 1,5 кГц у 6ГД11).
Для лучшей защиты ВЧ-излучателя от НЧ-колебаний пришлось поставить последовательно с излучателем 6ГД11 дополнительный конденсатор емкостью 2.2 мкФ (К73-16, Umax=160 В). Без него на повышенной громкости появлялись какие-то призвуки.
В СЧ-излучателе я применил открытое оформление (бокс без задней стенки размерами 220x140x75 мм). Теперь его можно легко разворачивать под нужным углом к слушателю. Заклеил окна диффузородержателя (корзины) хлопчатобумажным ватином и довел таким образом полную добротность до 0,65. Окончательная схема громкоговорителя приведена на рис.7а.
Конструктивно катушка L2 выполнена бескаркасной и имеет сопротивление постоянному току RL2=0.4 ОМ. При желании индуктивность катушки можно легко изменять (увеличивать), вдвигая в нее ферритовый сердечник (кусок магнитной антенны от радиоприемника “Океан”) диаметр 10 мм., длина 100 мм. При этом частота fнч-сч меняется в 2.4 раза. Катушка L1 на мотана на не замкнутом сердечнике ШЛ40х10 (одна скоба), RL1=0,4 Ом.
Входное сопротивление Z громкоговорителя с таким фильтром на разных частотах представлено в табл.2. Из таблицы видно, что Z3 значительно меняется: на частоте 2,5 кГц — 5.6 Ом, а на 20 кГц — 11 Ом. Для выравнивания Z на этих частотах ко входу фильтра нужно подключить RC-целочку (рис.76).
Тогда Z3 изменяется на этих частотах так, как показано в последней строке табл.2. Общее изменение Z во всей полосе от 80 Гц до 20 кГц не выходит за пределы 4,4…6 Ом и только на частоте 3150 Гц составляет 6,3 Ом. Такая ровная Z-характеристика дает возможность сравнивать усилители с разным выходным сопротивлением (ламповые и транзисторные).
Прослушав АС, я с удовлетворением отметил прекрасное звучание своего лампового “однотактника”, заметно лучшее, чем звучание транзисторного УМЗЧ, тоже, впрочем, неплохое. АЧХ с помощью измерительного микрофона я. конечно, проверил, насколько это возможно в жилой комнате.
А вот ФЧХ и ГВЗ измерять не стал. Просто послушал “звук” и решил, что еще лет на 10 мне этих фильтров хватит. А может, фирменные АС резко подешевеют, тогда и куплю себе что-либо, лучше звучащее, без конденсаторов.
Читайте также статьи: Конденсаторы для акустических систем
Расчет активного фильтра трехполосной акустики
Создано 29.05.2006 21:50.
Обновлено 26.02.2020 14:18.
Автор: E. Фролов, г. Москва.
С целью снижения интермодуляционных искажений при звуковоспроизведении громкоговорители Hi-Fi систем составляют из низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных динамических головок. Их подключают к выходам усилителей через разделительные фильтры, представляющие собой комбинации LC фильтров нижних и верхних частот.
Ниже приведена методика расчета трехполосного разделительного фильтра по наиболее распространенной схеме.
Частотная характеристика разделительного фильтра трехполосного громкоговорителя в общем виде показана на рис. 1. Здесь: N — относительный уровень напряжения на звуковых катушках головок: fN и fB — нижняя и верхняя граничные частоты воспроизводимой громкоговорителем полосы; fр1 и fр2 — частоты раздела.

В идеальном случае выходная мощность на частотах раздела должна распределяться поровну между двумя головками. Это условие выполняется, если на частоте раздела относительный уровень напряжения, поступающего на соответствующую головку, снижается на 3 дБ по сравнению с уровнем в средней части ее рабочей полосы частот.
Частоты раздела следует выбирать вне области наибольшей чувствительности уха (1–3 кГц). При невыполнении этого условия, из-за разности фаз колебаний, излучаемых двумя головками на частоте раздела одновременно, может быть заметно «раздвоение» звука. Первая частота раздела обычно лежит в интервале частот 400–800 Гц, а вторая — 4–6 кГц. При этом низкочастотная головка будет воспроизводить частоты в диапазоне fN–fp1, среднечастотная — в диапазоне fp1–fр2 и высокочастотная — в диапазоне fр2–fB.
Один из распространенных вариантов фильтра трехполосной акустики приведен на рис. 2. Здесь: B1 — низкочастотная динамическая головка, подключенная к выходу усилителя через фильтр нижних частот L1C1; В2 — среднечастотная головка, соединенная с выходом усилителя через полосовой фильтр, образованный фильтрами верхних частот C2L3 и нижних частот L2C3. На высокочастотную головку В3 сигнал подается через фильтры верхних частот C2L3 и C4L4.

Расчет емкостей конденсаторов и индуктивностей катушек производят исходя из номинального сопротивления головок громкоговорителя. Поскольку номинальные сопротивления головок и номинальные емкости конденсаторов образуют ряды дискретных значений, а частоты раздела могут варьироваться в широких пределах, то расчет удобно производить в такой последовательности.
Задавшись номинальным сопротивлением головок, подбирают емкости конденсаторов из ряда номинальных емкостей (или суммарную емкость нескольких конденсаторов из этого ряда) такими, чтобы получившаяся частота раздела попадала в указанные выше частотные интервалы.
| Тип конденсатора | Емкость, мкФ |
| МБМ | 0,6 |
| МБГО, МВГП | 1; 2; 4; 10 |
| МБГП | 15; 26 |
| МБГО | 20; 30 |
Емкости конденсаторов фильтров С1–С4 для различных сопротивлений головок и соответствующие значения частот раздела приведены в табл 2.
| Zг,0м | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 6.5 | 8.0 | 12,5 | 15 |
| С1,C2, мкф | 40 | 30 | 30 | 20 | 20 | 15 | |
| fp1, Гц | 700 | 840 | 790 | 580 | 700 | — | 520 |
| С3,С4, мкф | 5 | 5 | 4 | 4 | 3 | 2 | 1,5 |
| fр2,кГц | 5,8 | 5,2 | 5 | 4,4 | 4,8 | 4,6 | 5,4 |
Легко видеть, что все значения емкостей могут быть либо непосредственно взяты из номинального ряда емкостей. либо получены параллельным соединением не более чем двух конденсаторов (см. табл. 1).
После того как емкости конденсаторов выбраны, определяют индуктивности катушек в миллигенри по формулам:
L1 = L3 = 225 Zr / fp1
L2 = L4 = 225 Zr/ fp2
В обеих формулах: Zг— в омах; fp1, fр2— в герцах.
Поскольку полное сопротивление головки является частотнозависимой величиной, для расчета обычно принимают указанное в паспорте головки номинальное сопротивление Zг, оно соответствует минимальному значению полного сопротивления головки в диапазоне частот выше частоты основного резонанса до верхней граничной частоты рабочей полосы.
При этом надо иметь в виду, что фактическое номинальное сопротивление различных образцов головок одного и того же типа может отличаться от паспортного значения на ±20%.
В некоторых случаях радиолюбителям приходится использовать в качестве высокочастотных головок имеющиеся динамические головки с номинальным сопротивлением, отличающимся от номинальных сопротивлений низкочастотной и высокочастотной головок.
При этом согласование сопротивлений осуществляют, подключая высокочастотную головку В3 и конденсатор С4 к различным выводам катушки L4 (рис. 2), т. е. эта катушка фильтра играет одновременно роль согласующего автотрансформатора. Катушки можно намотать на круглых деревянных, пластмассовых или картонных каркасах с щечками из гетинакса.
Нижнюю щечку следует сделать квадратной; так ее удобно крепить к основанию — гетинаксовой плате, на которой крепят конденсаторы и катушки. Плату крепят шурупами ко дну ящика громкоговорителя. Во избежание дополнительных нелинейных искажений катушки должны выполняться без сердечников из магнитных материалов.
Пример расчета трехполосного акустического фильтра
В качестве низкочастотной головки громкоговорителя используется динамическая головка 6ГД-2, номинальное сопротивление которой Zг=8 Ом. в качестве среднечастотной — 4ГД-4 с таким же значением Zг и в качестве высокочастотной — ЗГД-15, для которой Zг=6,5 Ом. Согласно табл. 2 при Zг=8 Ом и емкости С1=С2=20 мкф fp1=700 Гц, а при емкости С3=С4=3 мкф fр2=4,8 кГц. В фильтре можно применить конденсаторы МБГО со стандартными емкостями (С3 и С4 составляют из двух конденсаторов).
По приведенным выше формулам находим: L1=L3=2,56 мГ; L2=L4=0,375 мГ (для автотрансформатора L4 — это значение индуктивности между выводами 1–3).
Коэффициент трансформации автотрансформатора
На рис. 3 показана зависимость уровня напряжения на звуковых катушках головок от частоты для трехполосной системы, соответствующей примеру расчета. Амплитудно-частотные характеристики низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной областей фильтра обозначены соответственно НЧ, СЧ и ВЧ. На частотах раздела затухание фильтра равно 3,5 дБ (при рекомендуемом затухании 3 дБ).

Отклонение объясняется отличием полных сопротивлений головок и емкостей конденсаторов от заданных (номинальных) значений и индуктивностей катушек от полученных расчетом. Крутизна спада кривых НЧ и СЧ составляет 9 дБ на октаву и кривой ВЧ — 11 дБ на октаву. Кривая ВЧ соответствует несогласованному включению громкоговорителя 1 ГД-3 (в точки 1–3). Как видно, в этом случае фильтр вносит дополнительные частотные искажения.
Примечание от авторов:
В приводимой методике расчета принято, что среднее звуковое давление при одной и той же подводимой электрической мощности для всех головок имеет примерно одинаковое значение.
Вели же звуковое давление, создаваемое какой-либо головкой, заметно больше, то для выравнивания частотной характеристики громкоговорителя по звуковому давлению эту головку рекомендуется подключать к фильтрц трехполосной акустики через делитель напряжения, входное сопротивление которого должно быть равно принятому при расчете номинальному сопротивлению головок.
Источник: РАДИО N 9, 1977 г., с.37–38 E. ФРОЛОВ, г. Москва
Фильтр для сабвуфера своими руками. Фильтр низких частот для саба
Низкочастотная акустическая система предназначена для воспроизведения определённого участка звукового диапазона. Этот участок находится ближе к нижним границам зоны слышимости и составляет интервал от 20 до 100-200 Гц. Басовая колонка представляет собой прочный ящик, в котором установлены один или два мощных динамика. Благодаря особенностям воспроизведения низких частот диффузоры имеют большой диаметр, а подвес обеспечивает сильную амплитуду качания звуковой катушки и диффузора. Для того чтобы на катушку низкочастотного громкоговорителя не попадали лишние частоты, на входе системы ставится пассивный или активный фильтр-кроссовер. Фильтр для сабвуфера можно купить или сделать своими руками.
Фильтр низких частот для сабвуфера своими руками
Фильтр низких частот для сабвуфера представляет собой простую схему, которую можно сделать самостоятельно. Это устройство, в самом простом варианте, содержит катушку индуктивности и конденсатор, поэтому конструкция называется LC-фильтром. Индуктивности и ёмкостиявляются реактивными элементами, поэтому изменяют своё сопротивление в зависимости от частоты сигнала. Конденсатор меняет своё сопротивление обратно пропорционально частоте. При включении ёмкости параллельно нагрузке, высокочастотная составляющая сигнала, закорачивается на землю, а низкие частоты будут беспрепятственно проходить на динамик. Частота, на которой начинается подавление сигнала, называется частотой среза.
Идеальный низкочастотный фильтр для сабвуфера должен мгновенно «гасить» определённые частот. На снимке это показано жёлтой линией. Реальная схема фильтра для сабвуфера отличается тем, что спад происходит плавно. Простейшее устройство из двух элементов называется фильтр первого порядка. Он обеспечивает подавление частот выше порога среза в 6 dBна октаву. Схема второго порядка с дополнительными элементами увеличивает крутизну подавления до 12 dBна октаву, а каждое последующее звено добавляет по 6 dB. Чем больше звеньев, тем круче происходит подавление лишней полосы звукового диапазона.
Схема фильтра для сабвуфера сделанного своими руками, может включать в себя любое число звеньев. Устройство может быть пассивным или активным.
Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера схема
Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера своими руками можно сделать за короткое время. Схема не содержит дефицитных деталей и правильно собранная не требует настройки. Простой фильтр низких частот для сабвуфера состоит всего из двух деталей. Это катушка индуктивности и конденсатор. Для того чтобы определить электрические величины этих элементов лучше всего воспользоваться онлайн калькулятором. Для этого нужно набрать в строке поиска «Расчёт LC-фильтров. Онлайн калькулятор». Далее в окне нужно найти следующую таблицу.
Здесь достаточно указать нужную частоту среза, сопротивление нагрузки и нажать «Вычислить». Например, при сопротивлении динамика 4 Ома и частоте среза 220 Гц калькулятор выдаст ёмкость конденсатора в 255,7 микрофарад, а индуктивность 4,09 миллигенри. При сопротивлении головки 8 ом и подавлении «верхов» начиная с 250 Гц, данные будут 112,5 мкф и 7,2 мГн. Сделать фильтр низких частот для сабвуфера можно на простой печатной плате или использовать пластину из текстолита с контактными площадками.
В качестве конденсаторов используется ёмкость ближайшая по номиналу. В фильтре частот для сабвуфера можно использовать электролитические конденсаторы, но лучше поставить бумажные типа «МБГО», К73-16 или специально предназначенные для акустических систем полипропиленовые ёмкости К78-34. Для получения нужного номинала конденсаторы можно соединять параллельно. Катушки индуктивности можно купить готовые или намотать самостоятельно.
Активный фильтр для сабвуфера своими руками
По сравнению с пассивными конструкциями, активные схемы выравнивают амплитудно- частотную характеристику низкочастотного сигнала, корректируя пики и спады, негативно влияющие на прослушивание музыки. Простой фильтр для сабвуфера своими руками можно сделать на малошумящем операционном усилителе.
Схема фильтра НЧ для сабвуфера, сделанного своими руками, состоит из двух операционных усилителей и небольшого числа дискретных элементов. В качестве основного элемента используется интегральная микросхема LM324, которая содержит четыре операционных усилителя с однополярным питанием, что особенно удобно, если сабвуфер будет использоваться в автомобиле. Активное устройство обеспечивает подавление высокочастотной части звукового диапазона, начиная с 120 Гц. Существует много схем разного уровня сложности, которые сделаны на микросхемах или транзисторах. Интегральные схемы требуют меньшего количества деталей и не критичны к изменению напряжения питания.
Более качественную схему можно сделать на специализированной микросхеме РТ2351. Сигналы с выходов стереофонического усилителя поступают на входные каскады, микшируются и поступают на активный блок подавления низких частот. Точка начала подавления высокочастотной части спектра определяется величиной конденсаторов С3 и С7. Буферный каскад позволяет подключать устройство непосредственно к акустической системе.
Сигнал с двух каналов стереофонического усилителя через RCцепочки поступает на соответствующие входы интегральной микросхемы. Благодаря стабилизатору микросхему можно питать от любого однополярного источника постоянного тока напряжением до 20 вольт. Порог среза активного устройства составляет примерно 70 Гц. Для некоторых акустических систем эта величина подавления может быть слишком низкой. Для величины подавления 200 Гц номиналы конденсаторов должны быть следующими:
- С1 – 0,47 мкф
- С2 – 0,47 мкф
- С3 – 0,047 мкф
- С7 – 0, 068 мкф
Активный блок ограничения высокочастотной части звукового диапазонаможет использоваться как для домашнего звукового комплекса, так и в автомобиле. Недостатком данной схемы можно считать отсутствие плавной регулировки полосы пропускания, но для работы звукового комплекса это не так важно.
УЛУЧШЕНИЕ ЗВУЧАНИЯ АКУСТИКИ
Совсем недавно рассказывал о конструировании индикатора мощности УМЗЧ. Сегодня вновь хочу вернуться к теме реанимированного усилителя Солнцева. Сам процесс реанимации прошел хлопотно, но безболезненно. Однако при прослушивании фонограмм постепенно, но уверенно начало складываться впечатление зажатости одного канала. Возникало ощущение, что одному каналу чего-то не хватает для дыхания «полной грудью». Низы были какими то вялыми и размазанными, на средних провал, высокие будто бы через войлок просачиваются.
Первоначально подозрение пало на сам усилитель так, как в ходе реинкарнации его пришлось практически переделать. Начал проверять предварительный усилитель, темброблок, УМЗЧ, удостоверился в отсутствии просадки питающего напряжения при увеличении мощности. Менял каналы местами, менял проходные керамические конденсаторы на пленочные, подавал сигнал с генератора звуковой частоты, смотрел осциллографом сигнал на выходе. Все оказалось в порядке, но исследование постепенно навело на мысль о некорректной работе аккустической системы. Усилитель, как и 20 лет назад в первой своей жизни, нагружен на югославские колонки фирмы Ei модель HZK 12031 мощностью 120/100 Ватт сопротивлением 4 Ома.
Глобальная сеть упорно молчит по поводу характеристик оных, а документация на них не сохранилась. Удалось лишь выяснить, что объем составляет 55 литров, а чувствительность 91 дБ/Вт/м2. Однако шильдик на передней декоративной панели свидетельствует, что это не просто так, а Hi-Fi.
Нужно отметить, что низкочастотный динамик имеет резиновый подвес, а динамики с таким подвесом всегда ценились выше динамиков с поролоновым подвесом из-за своей долговечности. Решился произвести вскрытие.
Схема АС
Внутри лежала картонка со схемой фильтра.
И вот тут был слегка удивлен. Конденсаторы в акустических фильтрах оказались электролитическими.
Заметьте, конденсатор С1 емкостью 22 мкф набран из двух конденсаторов емкостью 47 мкф, что в результате дает 23,5 мкф. Причем включены они таким образом, что образуют неполярный электролитический конденсатор. Спорить с конструкторами не стал. Обратила на себя внимание дата выпуска конденсаторов – начало 80-х годов прошлого века).
На тыльной стороне низкочастотного динамика вот такая наклейка:
Однако выводы относительно конденсаторов пока делать не стал, и приступил к вскрытию второй колонки. Тут снова сюрприз. Второй фильтр собран несколько иначе. Здесь установлен один конденсатор на 22 мкФ.
Учитывая 35-ти летний возраст электролитов напрашивался вывод о их замене, но таки решил проверить их емкость: при номинале 4,7 мкф прибор показал 6,5 мкф, при 10 мкф — 11,5 мкф, на 22 мкф – 26,5 мкф, 33 мкф — 40 мкф. Это данные по электролитам из фильтра колонки, которая у меня нареканий не вызывала.
В фильтре колонки с подозрениями на некорректную работу показания были такими: 4,7 – 5,2 мкф, 10 – 12,5 мкф, 33 – 45 мкф. Отдельно пришлось проверять составной конденсатор – тут их емкости, против заявленных 47 мкф, оказались на уровне 56 мкф, что дает 28 мкф в итоге.
В целом с точки зрения номинала все они оказались вполне еще ничего. Однако под рукой нет измерителя ESR, да и токи утечки измерить нечем. В итоге решил поменять все электролиты, походу уйдя от составления неполярного конденсатора.
Обратило на себя внимание медное покрытие гетинакса платы (это точно не текстолит) – на ощупь чувствовалась солидная его толщина.
На плате для конденсатора С1 зарезервировано два посадочных места для параллельного включения двух электролитов. Видимо у конструкторов были какие-то соображения на этот счет. Заводом устанавливались конденсаторы с рабочим напряжением 35 вольт, для перестраховки увеличил до 50, а для С2 до 160 (был под рукой).
Собрав колонки, подключил их к усилителю. С первых же секунд стало ясно, что все мои мытарства до замены конденсаторов были напрасными, и только их замена смогла оживить звук, придав ему прозрачность, мягкость басов и четкость высоких частот. Особую благодарность (обеспокоенность) выражают соседи по батарее, проникшись глубиной замысла Du Hast в исполнении Рамстящих)).
До этого даже были внутренние намеки на разочарование усилителем Солнцева. Звучать 20 лет назад, когда импортной хорошей аппаратуры было слишком мало, и звучать сейчас это две большие разницы. Однако простая замена конденсаторов в фильтрах акустических систем полностью развеяла мои сомнения.
В ходе ремонтно-восстановительных работ существенную помощь оказала младшая научная сотрудница)). Специально для Elwo.ru — Кондратьев Николай, г. Донецк.
Ремонт электроники
громкоговорители-кроссоверы-фильтры
ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ 3, КРОССОВЕРНЫЕ ФИЛЬТРЫ.
Отредактировано в августе 2017 года.
Фильтр кроссовера для динамика Sublime объяснил, некоторые ужасные
теория штука,
и сабвуфер
рецепт внизу этой страницы.
Фильтры кроссовера представляют собой ОГРОМНЫЙ ВЫЗОВ !!!!!
Если у вас нет больших знаний и практики, и у вас нет
осциллограф,
широкополосных вольтметров, генераторы сигналов, калиброванные
микрофон, и, возможно, программа спектрального анализа ПК
для отображения графиков отклика, тогда вы
зря теряете время
пытаясь сделать хорошие колонки.Никто не может
Постройте хорошие колонки
, используя в качестве инструментов уши, догадки и невежество.
Итак, ВЫ ДОЛЖНЫ уметь проектировать и строить кроссоверы, подходящие для
выбор
драйверов по вашему выбору.
ГДЕ КУПИТЬ ВОДИТЕЛИ 2017.
Понятия не имею, где можно купить водители SEAS в Австралии в
2017.
Я сомневаюсь, что драйверы SEAS, которые я использовал в 2000 году, будут доступны.
где угодно, кроме SEAS
в Норвегии.
Но SEAS живы и здоровы в Норвегии, и на их веб-сайте перечислены все
другие драйверы сделаны.
Они показывают некоторые «старинные драйверы», перечисленные в
http://www.seas.no/index.php?option=com_content&view=category&id=25&Itemid=254
Я предполагаю, что старые драйверы могут быть дешевле, чем последние серии
«Престиж», «Excell», «Экзотика».
Беглый взгляд на цены Madisound на экзотические драйверы чуть не вызвал
сердечная недостаточность, но Престиж
казался доступным.
Драйверы, которые я использовал для громкоговорителей Sublime, которые я сделал в 2000 году, были: —
Низкочастотные драйверы — SEAS L21RNX / P
Среднечастотные драйверы — SEAS MP 14RCY / P
Высокие драйверы — SEAS 27TF.
Могу скромно предположить, что линейка драйверов Prestige будет
удовлетворить самого привередливого аудиофила.
SEAS имеют эквиваленты того, что я использовал в своих Sublime и Supreme
с 2000 года. В то время я
покупал драйверы прямо у SEAS в Норвегии.
Драйверы Peerless и Scanspeak, сделанные в Дании, могут быть
доступно в Австралии
на http://www.wescomponents.com.au
Я бы избегал драйверов, произведенных в Китае. Приводы громкоговорителей имеют
должно производиться с высоким контролем качества
, и для узких магнитных зазоров я предпочел
Европейские производители.
Я часто использовал Peerless, сделанный в Дании, что давало превосходные
производительность.
Никогда не покупайте драйверы, у которых нет четкой разборки.
график отклика
и полный набор параметров Thiele & Small, Fs, VAS, Qts и
все спецификации.
ТЕСТИРОВАНИЕ КАЖДОГО ВОДИТЕЛЯ.
Допустим, вы приобрели низкочастотный динамик 210 мм, среднечастотный динамик 125 мм,
и 25-миллиметровый купольный твитер
, и что вы хотите узнать импеданс, акустический
отклик и чувствительность по
каждого для предполагаемой полосы частот и для регионов
над и под.
Предположим, что желаемая полоса пропускания составляет: —
басов, от 20 Гц до 250 Гц,
средних частот, от 250 Гц до 3 кГц,
твитер, от 3 кГц до 22 кГц.
Импеданс и F-характеристика должны быть нанесены на график для
A. Драйверы, висящие в воздухе,
B. Драйверы, установленные в коробках,
и без X-over-фильтра R + L + C и для немного более широкого диапазона F
чем хотел включить
для резонансов на каждом конце диапазонов.
Таким образом, для каждого драйвера строится 4 начальных графика. НЕ доверяйте
данные предоставлены производителем.
Вам нужен надежный генератор розового шума и полосовой фильтр
фильтр с 36 полосами с Q около
12 для каждой полосы, который дает одинаковую среднюю амплитуду для
каждая полоса при измерении
источника розового шума между 22 Гц и 22 кГц. Распределение
энергия источника розового шума
должна быть равномерно распределена между 22 Гц и 22 кГц, и если это не так
правда, или добротность диапазона
BPF не равна, вы напрасно тратите время на строительство
динамики.
Среда тестирования не должна иметь сильную реверберацию и может
быть большой комнатой в доме
> 150 кубометров с коврами, шторами и мебелью и
беспорядок, который сводит к минимуму влияние комнаты
на реакцию. Эффекты комнаты испортят все попытки измерить
акустический отклик с использованием синусоидальной волны
, что даст ошибку отклика +/- 12 дБ. Pinknoise
ошибки с отраженными звуковыми волнами
может выдать до +/- 3 дБ, ошибки, но если электрет калиброванный
микрофон используется в 4 различных положениях
на среднем расстоянии 3 м от одного динамика,
результаты становятся точными, если SPL
усредняется для каждого диапазона.Это полностью объясняется в loudspeaker-response-testing.html
12 графиков помогут вам понять ваши драйверы. я нашел это
может потребоваться несколько дней из
полного рабочего времени, чтобы заставить любую пару динамиков звучать хорошо. Кроссовер
катушки должны быть намотаны,
и у вас должен быть запас многих биполярных электролитов и некоторых
полиэстер или полипропилен C.
также необходимы резисторы мощностью 5 и 10 Вт, а также фанера толщиной 10 мм.
для печатных плат, 16 мм x
4 латунных винта для шкафов из латуни для клемм и некоторые 1.2 мм голый
медный провод для бортовых дорожек.
Не пытайтесь изготавливать печатные платы, которые могут
подходят для массового производства, и
, которые нельзя изменить при оптимизации переходов.
Будьте готовы произвести сотни расчетов с карманом
калькулятор и построить бумажные графики
и быть точным в любое время, и быть быстрым, у вас нет всего
чертова неделя. Сделайте это и сделайте
правильно, а это значит, что вам нужно критиковать свою работу на 100%.
время.
Z-графики для низких и средних частот в запечатанном корпусе будут иметь
одиночный пик для Z ниже хотел кроссовер
F. Купольный твитер не имеет воздушного соединения между задними
купола и коробки, но будет также
резонансный пик ниже Fo.
Конструкции фазоинвертора с портом всегда лучше, чем все остальные, если
Fs> 28 Гц. Длина порта и диаметр
могут изменить резонансную F коробки, которая должна быть между двумя Z
пики в ответ. Таким образом, типичный басовый динамик
может иметь пики Z на 17 Гц и 50 Гц до 30r, с
ноль между пиками, равными
номинального динамика Z.
Где данные басового динамика включают все Theile и Small
параметры, размер коробки и размеры порта
могут быть рассчитаны с помощью свободно загружаемой программы: —
http://www.linearteam.dk/default.aspx?download=winisd
Для большинства драйверов среднего уровня нет необходимости иметь перенесенная коробка
и что-то герметичное и
примерно от 2 до 7 литров часто ОК.
Во избежание возможных повреждений при тестировании твитера используйте серию C из
39 мкФ для среднечастотного диапазона 6r0.
Отсечка F = 680 об, и большой вакуум при 100 Гц не перегреет
хрупкая звуковая катушка.
Нет необходимости использовать более 1 В действующего значения, приложенного к любому драйверу, и
Усилитель Rout
должен быть
Некоторые общие идеи о фильтрах кроссовера: —
Кроссоверы первого порядка с одиночным L или C последовательно с драйвером
никогда не обеспечивайте достаточное ослабление
частот за пределами предполагаемой полосы пропускания. Я всегда использовал
второй порядок с L + C
или C + L, и обычно «чрезмерно демпфированный», т. е. нагрузка R драйвера меньше
чем 0,707 x реактивное сопротивление XC или
XL при Fo.
Кроссовер F для любых C + L или L + C для высоких частот второго порядка или
фильтр нижних частот,
вычисляется резонансная частота для C и L Fo =
5,035 / (квадратный корень из [L x C])
где Fo — в Гц, 5,035 — постоянная для всех уравнений, L — в
миллигенри мГн, а C в мкФ.
При Fo реактивное сопротивление C = реактивное сопротивление L.
Для фильтра Баттервора без пикового отклика и для
наиболее быстрое затухание до
максимум -12 дБ / октаву до или после полюса -3 дБ,
R нагрузка динамика = 0.707 x XL или XC в Fo. Фазовый сдвиг при
Полюс -3 дБ составляет либо + 90 градусов
для фильтра верхних частот C + L, либо — 90 градусов для фильтра нижних частот L + C
фильтр.
Например, для низкочастотного динамика с фильтром низких частот, LPF и L
2,4 мГн, C 55 мкФ,
Fo = 5,035 / (sq.rt [2,4 мГн x 55 мкФ]) = 438 Гц.
Реактивное сопротивление XL = L x 6,28 x F , где XL — Ом, r, L в
Генри, H, 6,28 — это константа 2 x pye или 44/7,
, а F — частота.
В этом случае XL = 0.0024 х 6,28 х 438 = 6,60р.
Реактивное сопротивление XC = 159,000 / (C x F) , где XC — Ом, r,
159000 — постоянная величина от 1 000 000 / 6,28,
C в мкФ, F — частота.
Для этого случая XC = 159,000 / (55 x 438) = 6,60р.
Для «максимально плоского» отклика Баттерворта F нагрузка R =
0,707 x XL или XC = 0,707 x 6,6r = 4,66r
Значения L и C, выбранные для простого фильтра второго порядка, могут
быть большим разнообразием L&C для
того же Fo, но может быть определено, если R и кроссовер F
известный.
, если R = 4,66r и Fo = 438 Гц, то XL и XC = R / 0,707. 0,707 =
1 / квадратный корень из 2.
Следовательно, XL или XL = 1,414 x R, а в данном случае 1,414 x 4,66r =
6,6r, и исходя из этого рассчитываются L и C: —
L = XL / (6,28 x F) = 6,6r / (6,28 x 438 Гц) = 0,0024H =
2,4 мГн.
C = 159,000 / (XC x F) = 159,000 / (6,6r x 438 Гц) =
55 мкФ.
Рис. 1. Пассивный фильтр нижних частот L + C кроссовера низких частот.
На рис. 1 показан анализ возможных форм волны для Sublime bass.
колонки я сделал в 2000 году.
Кривые отклика показывают, почему важно иметь правильный R
нагрузка после входной сети L + C low
проходного фильтра.
Обратите внимание на высокий Q с R = 30r. Если, скажем, на входе было 1 В ср.
20 Гц, то 2,4 мГн имеет низкое индуктивное сопротивление
, а 55u — высокое емкостное сопротивление, поэтому
усилитель управляет динамиком
, хотя сопротивление обмотки дросселя 2,4 мГн низкое, а
ток протекает в 55 мкФ.
Но по мере увеличения F увеличивается ток до 55 мкФ, и
Полный входной ток в L составляет сумму
тока в 55 мкФ, 5r6 + 47 мкФ и драйвер динамика.
Но если нагрузка после L была только 30р, а input =
1.0Vrms, пик в ответе
виден на Fo 438Hz, где Vac на выходе L = 5.0Vrms, и это
находится через 55 мкФ, а
XC = 6r6 при 438 Гц, поэтому ток в 55 мкФ = 5Vrms / 6r6 = 0,758Arms.
Также есть ток в 30r
= 0,2Arms, поэтому общий Iac = 0,958Arms.
Но с входом 1,0 В среднеквадр. И входным током 0,958 А, вход
импеданс = V / I = 1.0V / 0.958A
= 1.04r, и это намного меньшая нагрузка, чем у штатного динамика
Сопротивление драйвера и его достаточно
, чтобы вскоре вывести из строя усилитель, если он будет работать с синусоидой 438 Гц.В
Предполагается, что переменный ток через L4 2,4 мГн
будет XL x Iac = 6r6 x 0,958A = 6,3 В среднеквадратического значения.
Я не уверен в фазовом сдвиге Vac через C относительно
вход, где L + C не имеют нагрузки
при Fo, но где Q = 0,7 и нагрузка R = 0,707 x XL или XC ar
Fo, фазовый сдвиг в точке -3dB
и Fo 438Hz = -90 градусов.
Если нагрузка R = 0,707 x XL или XL при Fo 438 Гц, отклик
-3 дБ, поэтому, если вход = 1.0Vrms,
ожидает увидеть 0.707Vrms на 55 мкФ и нагрузке R = 4,66 r. В
ток в C = 0,707V / 6r6 = 0,107A,
и в R = 0,707V / 4,66r = 0,152A, поэтому лотальный ток в L должен быть
0,258A, а если Vin = 1Vrms, то
вход Z при Fo = 1V / 0,258A = 3,86r, что оказывается меньше
R нагрузка.
Вход Z для 2,4 мГн + 55 мкФ + 4,66 r будет близок к 4,66 r, скажем,
10 Гц, где сопротивление
L провода Rw образует делитель R, вызывая небольшую потерю переменного тока при нагрузке R,
что незначительно, если Rw скажем
По мере увеличения F вход Z с 4,66r падает до минимума
3,86r, затем повышается на 6 дБ / октаву
, где XL увеличивается до 66r при 4380 Гц, а XC уменьшается до 0,66r при
4380 Гц.
, если низкочастотный динамик и среднечастотный динамик имеют одинаковую нагрузку R, LC и
Входные фильтры CL имеют такие же
Fo и такие же Q, тогда вход Z будет начинаться с 4,66r, упадет до 1,93r
при Fo, затем поднимитесь до 4,66r выше Fo.
Два динамика будут иметь разность фазового сдвига 180 градусов.Чтобы избежать плохого провала акустической характеристики
на Fo, средние частоты должны быть подключены к противоположному
фаза.
Общий отклик в области кроссовера для любых басов и
среднечастотный диапазон может быть любым, кроме
, хорошей плоской теоретической кривой, и всякие уловки должны быть
используется для настройки фазовой характеристики.
Низкий провал Z до 1,93r на 438 Гц совершенно неприемлем! это
Fo — это область с высокой звуковой энергией,
, и поэтому Fo должно перекрываться, и, возможно, общий Zin
не опускаться ниже 0.7 x
наименьших Z для водителя. Бас SEAS имеет широкие области с каждой стороны
200 Гц, где Z = 7r0, поэтому минимум
Zin никогда не должен быть ниже 0,07 x 7r0 = 4r9. Это не так
легко получить Zin всегда выше 4r9,
, и я назначил Zin = 4r5, что говорит всем, что они ДОЛЖНЫ
есть усилитель, способный управлять
нагрузкой 4R0.
Эффект кроссоверных фильтров снижает нагрузку и, следовательно, SEAS
данные цифры для L21RNX / P
чувствительность 87,5 дБ / Вт становятся бессмысленными, а может быть и реальными
чувствительность 85 дБ / Вт / м.
График данных SEAS для отклика ниже 100 Гц был выполнен с 20L
запечатанная коробка, и вы можете ожидать, что
будет намного лучше с перенесенной коробкой 55 л.
Если вы делаете свои собственные динамики и кроссоверные фильтры, есть
много ловушек для тех
с уверенностью неопытных.
Позвольте мне объяснить больше основ.
1. Предположим, что ВСЕ динамики и используемые фильтры будут управляться
усилитель с низким выходным сопротивлением
максимум 0,4 Ом, так что если динамик «4 Ом»,
коэффициент демпфирования = 10.
2. Все фильтры второго порядка L + C или C + L будут вести себя как последовательные
резонансные сети с Q значительно выше 1,0
, если они не имеют R, подключенного через L, или через C, или в
серия как с L + C.
3. Для всех 3-полосных акустических систем, НЧ ФНЧ и ВЧ СЧ ФВЧ
оба будут между 200 Гц,
и 500 Гц, и оба могут иметь, скажем, 250 Гц или низкие частоты около 450 Гц.
и средний диапазон на 250 Гц.
После выбора Fo, нагрузка на динамик R с выравниванием Zobel на Fo
измеряется, а XL и XC равны
и равны 1.414 x R нагрузка. Если нагрузка R = 4,66r при Fo 438 Гц, XL
= XC = 6r6, а для 438 Гц
L = 2,4 мГн и C = 55 мкФ
4. Та же процедура опробуется для всех остальных драйверов и Fo,
а в 3-полосной системе
будет всего 4 фильтра Xover, LPF для низких частот, HPF + LPF для
средние частоты и HPF для твитера.
Дизайн кроссовера обычно противоречит человеческому «здравому смыслу», и
дает странные и неприемлемые значения нагрузки
ампер и не плоские ответы, если только постепенно
улучшает понимание и дисциплину
с практикой.У меня нет места для книги о
L + C последовательные или параллельные резонансные сети
. Не предполагайте ничего.
5. Лучше переувлажнить LC-фильтр, чем позволить R тоже
высокий, который всегда дает в ответ нежелательный пик
.
, если вы посмотрите на кривую для Q = 0,5 с R = 3r3 для 2,4mH +
55 мкФ, вы видите, что ответ от
LF вверх дает полюс -3 дБ на 270 Гц, а ответ почти
идентичен фильтру первого порядка с
2,4 мГн, питающим 4r0 без 55 мкФ.Но поскольку F увеличивается до 1 кГц
там, где резонансы басового диффузора
могут быть реальной проблемой, 55 мкФ даст гораздо большее ослабление для
нежелательный звук от низких частот выше
скажем 500 Гц. Иногда я использовал серию L + C + R, настроенную, скажем, на 1,1 кГц.
вместо 55 мкФ, чтобы получить глубину
, но с демпфированием нуля R и, возможно, другую серию L + C + R для 3 кГц.
То, что используется, зависит от
, насколько ужасно низкочастотный динамик работает выше 300 Гц. Старый динамик
конструкции 1960-х годов часто имели
переходов низких частот в средние на 1 кГц, с кроссовером твитера на
7 кГц, и звук обычно был
безнадежным для массированных духовых инструментов, скрипок или голосов из-за
интермодуляционные эффекты.
Следовательно, каждый водитель в 3-полосной акустической системе должен пройти только
одна декада частот,
от 30 Гц до 300 Гц для низких частот, от 300 Гц до 3 кГц для средних частот и от 3 кГц до
30 кГц для твитера.
————————————————- ——————————————-
Рис. 2. Sublime динамик кроссовер сетевой.
210-миллиметровый динамик SEAS Bass имеет среднюю полосу Z минимум 6r7 при 120 Гц.
Для просмотра всех данных драйвера в формате .pdf из SEAS, бас-драйвер SEAS
21RN4X / P
Среднечастотный динамик SEAS
MT14RCY
Драйвер твитера SEAS
27TFF
Использование любых альтернативных драйверов, перечисленных в приведенном выше кроссовере, не
дают удовлетворительный результат
, и то, что я показываю здесь, является руководством к тому, как вы должны думать о
здание динамика.
Размеры коробки для Sublime и Supreme очень хорошо подходят для
широкий диапазон басов диаметром 200 мм,
среднечастотных динамиков 125 мм и 25 мм купольных твитеров. Но кроссоверы для
Peerless или другие марки
могут быть совершенно разными.
Его Fs = 27 Гц, а данные SEAS показывают ZFs = 88r. Тесты данных были
сделано с коробкой 20 л и микрофоном
на расстоянии 0,5 м. Что вы измеряете коробкой 55 л и
микрофон на 3M будет напоминать
, используемый в реальном мире, и отличаться от данных, и я обнаружил, что
Коробка 55L давала НАМНОГО более высокие басы
, чем показывают кривые данных SEAS.
L4 = 2,4 мГн, XL = 0,75r при 50 Гц, поэтому при F ниже 50 Гц драйвер
подключил практически напрямую к
усилку. C6 = 55 мкФ, XC = 58r при 50 Гц, поэтому ток в усилителе пренебрежимо мал.
впустую в C6 при частоте ниже 50 Гц.
L4 2,4 мГн + C6 55 мкФ для ФНЧ второго порядка с Fo при 438 Гц, выше
область НЧ.
при 438 Гц, XL = XC = 6r6, а басовый драйвер Z составляет около 7r0 при 438r,
и при небольшой загрузке Zobel
R8 + C7 ответ составляет -3 дБ при чуть более 400 Гц.
Поле Fb составляет 31 Гц, а в поле 55L два пика Z находятся на
21 Гц и 47 Гц, а Z в среднем составляет
15r между 20 Гц и 80 Гц, что совершенно нормально.Чувствительность хорошая
а низкие низкие частоты остаются на уровне
на том же уровне, что и при 300 Гц. Я нашел, что басовые блоки SEAS очень хороши
работать с обычным разочарованием
из-за плохого вывода НЧ из-за того, что
высокий, или плохая реакция рефлекса
с портированным боксом, или низкая чувствительность на низких частотах F.
Низкочастотный динамик Z увеличивается до 8r5 примерно на 400 Гц и увеличивается из-за
Индуктивность звуковой катушки при более высоком F.
Сеть Zobel для выравнивания импеданса составляет R8 = 5r6, а C7 =
47 мкФ, что дает Z (R + C)
= 8r0 при 604 Гц, и конечный Zobel Z = 5r6, немного меньше, чем
теоретическое значение около 7r0.
Низкочастотные динамики Seas имеют алюминиевые диффузоры с очень высокой добротностью.
резонансы выше 5 кГц, которые
должны быть хорошо подавлены действием L4 + C6, что дает -43 дБ
затухание на частоте 5 кГц.
140-мм СЧ-динамик SEAS имеет Z = от 6r0 до 7r0 для его
средняя полоса частот от 300 Гц до
1,2 кГц. L2 15mH + C2 300uF + R3 3r4 образуют последовательную резонансную сеть
при Fo = 75 Гц.
Q уменьшается на R3 3r4. L2 15mH не нуждается в толстом
wire и Rw может быть 2r0.
Значение R для демпфирования резонанса L2 + C2 составляет L2 Rw + R3 =
5r4 ок.
C1 драйвер питания 86 мкФ R = 7r0, + R 1r0 и полюс LF около
231 Гц, и ниже отсечки
для низкочастотного динамика около 350 Гц. Это фильтр первого порядка. Но
ниже 231 Гц эффект L2 + C2 + R3
заключается в значительном уменьшении сигнала низких частот на средних частотах. Кроссовер
перекрытие по-прежнему дает ровную характеристику, и
не было необходимости менять фазовое соединение среднего диапазона с
уважение к басу.
По мере увеличения F влияние нагрузки L2 + C2 + R3 становится незначительным из-за
до XL2 = 282r при 3 кГц.
L1 0,26mH и C3 6u8 имеют Fo на частоте 3,79 кГц, где XL = XC = 6r2. я
найдено с использованием R4 1r0 в среднем диапазоне
и параллельного C3 6u8, дало хорошо контролируемое затухание ВЧ
для ВЧ выше 3,5 кГц.
Не было необходимости в Zobel R + C для средних частот.
27-мм высокочастотный динамик SEAS имеет Z между 6r0 и 7r0 в средней полосе
область около 8 кГц.
Есть Zobel C5 2uF + R7 6r8 для нагрузки динамика 6r8 на
все F выше 20 кГц.
C4 3u3 + L3 0,5 мГн образуют HPF с Fo = 3,9 кГц. XL = XC = 12r2. В
твитер серии R plus
R5 + R6 дает нагрузку около 8r7, а Zobel C5 + R7 нагрузка = 9r0 при
3,9 кГц, так что общая нагрузка
при 3,9 кГц = 4r5, и это снижает Q Fo низкий, как у фильтра первого порядка, поэтому твитер имеет такой же
фаза подключения как СЧ
, так и НЧ.
Если у вас есть LC LPF или CL HPF, загруженный со средней полосой Z для 2
В динамиках вход Z на Fo
опускается ниже средней полосы Z, возможно, от 7r0 до 5r0.Но
если низкие и средние частоты имеют перекрывающиеся
F кроссовера F, а не одинаковую F, то минимальное Z в может
быть выше 4r0. На частотах выше
1 кГц для СЧ и ВЧ-динамика с избыточным демпфированием C + L HPF
минимальное значение Z также может быть выше
4r0. Конечный результат дал Sublime минимум Z = 4r5 и средний
или номинальное Z = 5r0.
К сожалению, изменения в доступных моделях драйверов с 2000 г.
означает, что вы должны установить драйверы SEAS
, которые являются близкими эквивалентами того, что я выбрал в 2000 году для
дайте подобную производительность с фильтрами кроссовера
, которые будут аналогичны приведенной выше схеме.я
уверен, что новые модели драйверов
, перечисленные в 2017 году, дадут потрясающие звуковые результаты, но
Принципы практического опыта
с кроссоверными фильтрами все еще нужен.
Возможно, вы сейчас в ловушке, потому что либо вы покупаете дорогой колодец
сделали спикеры, или вы
потратите огромное количество времени на изучение теории и
приобрету достаточное оборудование для
действовать грамотно. Коротких путей нет.
Конструкция с одним блоком, показанная на Рисунке 3 на моей странице производителя громкоговорителей
использовали драйверы Peerless
, купленные у https: // www.wes.com.au
Но некоторые из них сейчас недоступны.
Многие драйверы доступны по адресу
https://www.wes.com.au/product_list.aspx?&id=0&pcr=WES-04D&cid=WES10918N&tsb=&tsm=&searchstr=&type=Category&value=Speaker+Drivers+=Audiophile&b. 1 & Path = K6WOvrM7yDGJsbKYFM1l% 2b53cP8HUT0Dxg% 2bPOAn2YvT1VRAenDWMFTJG3Hh2cs5QMNoEWmGfHXoo% 3d
Рис. 3. фильтров для LPF и 80003
.
18 дБ.
Возможно, наиболее полезными являются 12 дБ / октава.
C1 = 113,000 / (R x F), 113,000 — постоянная, C1 = мкФ, R =
Ом и F = Гц.
L = 225 x R / F, 225 — постоянная величина, L = мГн, R = Ом, F = Гц.
Результаты дают ответ Баттерворта без пика и дают
те же результаты
, где R = 0,707 x XL или XC при Fo.
САБВУФЕРЫ.
Я не большой поклонник использования сабвуферов, потому что
широкополосные динамики с двумя коробками
для низких частот от 22 Гц до 300 Гц дали лучшее качество басов, чем наличие
пара полочных динамиков, способных до
, часто говорить 100 Гц со всеми басами из одного сабвуфера
размещены там, где позволяла комната, или позволяла жена
, но это давало очень не плоский ответ F между
От 22 Гц до 120 Гц.Очень многие так называемые сабвуферы
не поддерживают выходной сигнал ниже 45 Гц. Я иногда был
вызвал для измерения отклика
систем с сабвуфером, и я обнаружил, что сабвуфер отключен F
точка была выбрана неправильно, и
, что при использовании переводника, несколько провалов в нескольких узких F
полосы возникают из-за эффектов подавления фазы
, так что низкие частоты становятся хуже, а не лучше, поэтому
ощущение неправдоподобного звучания басов, что
просто не звучит правильно.
Однако у меня было два клиента, которые начали с Vienna Acoustic.
Громкоговорители Mozart всего с двумя динамиками диаметром 125 мм
в маленьких корпусах объемом 22 литра. Несмотря на это, они сделали
хорошие басы до 60 Гц. Оба клиента
независимо друг от друга пришли к выводу, что их звук можно улучшить, добавив
недостающая октава ниже 60 Гц.
У обоих были ламповые усилители, которые я построил для их основных усилителей, и
оба использовали твердотельный усилитель для сабвуфера
. Оба обнаружили, что подлодка улучшилась.Но поскольку
Vienna Motzart — двухсторонняя,
не трехсторонняя, у маленьких водителей была тенденция
мутные средние частоты из-за необходимости обрабатывать басы и средние частоты
F. Наконец-то один из этих клиентов
проснулся, что он мог продать свои Моцарты родственнику
, и он купил пару моих Sublimes, которые дали ему
намного лучше басы и более тонкие средние частоты.
Он сохранил свою подлодку, но она перестала быть необходимой, и когда он
переехал в дом с более крупной звуковой комнатой,
его саб просто пылился.
Чувствительность суббаса намного ниже, чем выше
точка кроссовера, потому что большое количество энергии
вырабатывается портом на сабвуфере, а не передней частью
конус. По мере уменьшения площади диффузора потребность в мощности
увеличивается с уменьшением частоты, в то время как динамик отклоняется
должен увеличиваться. Чем крупнее драйвер sub bass
, тем легче поддерживать высокие акустические уровни очень
низкий бас без большого движения диффузора
или мощности усилителя.Я видел сабвуфер с драйвером диаметром 450 мм, и
он определенно может давать очень низкий F.
Иметь переводник с конусом 120 мм почти на 100% бесполезен.
Высокая мощность может потребоваться только для фильмов с
намеренно высокие уровни очень низких басов.
Хотя подростки, пользующиеся папиной Hi-Fi системой, могут попробовать усилить басы
как можно выше.
РЕЦЕПТ САБВУФЕРА.
Драйвер представлял собой одинарный 300-мм сабвуфер Peerless XLS. Один
Ватт дает 90.6 дБ SPL при 117 Гц,
, но тот же 1 Вт дает только 83 дБ при 30 Гц, так что вам нужен хороший
усилитель в диапазоне от 25 Гц до 60 Гц.
Однако для музыки, когда вы измеряете среднюю мощность, необходимую сабвуферу.
ниже 60 Гц, это никогда не превышает
, чем у основного усилителя. Дополнительный корпус, который я сделал из толщины 33 мм.
МДФ. Внутренний объем = 86,5 литров,
не включая порт, который может быть трубой диаметром 100 мм и диаметром 380 мм.
длинный, или прямоугольный порт 88 мм x 88 мм
x 380 мм, сформированный в углу коробки с обрезками, или «полка»
разъем «порт около 320 мм шириной x 24 мм толщиной
x длиной 380 мм.Форма порта может быть любой формы до тех пор, пока
площадь поперечного сечения и длина у
одинаковые.
РАЗМЕРЫ САБВУФЕРА: 530 мм x 510 мм x 320 мм.
В сделанных мной образцах я использовал порт «полки», так что
«Отверстие» порта представляло собой щель высотой 24 x 320 мм и длиной
380 мм с использованием запасной части 33MDF для формирования «полки».
поперек направления 320 мм.
Я попросил столярную мастерскую разрезать для меня лист МДФ толщиной 33 мм и
в своей мастерской я склеил детали
вместе, поставив их друг на друга на большой бусине
клей, сохраняя при этом все идеально квадратные
и скрепленные малярным скотчем, как я пошел.
Когда были склеены 4 стороны и нижняя часть, я ждал сутки
клей для усиления, затем приклеил в порт
полку и верх, который затем был готов для вырезания динамика
отверстие лобзиком.
На следующий день я аккуратно просверлил много отверстий диаметром 8 мм вокруг
соединенные листы глубиной около 70 мм и 120 мм по центру
, чтобы позволить вставить дюбеля длиной 80 мм в отверстия на
достаточно клея, чтобы склеенные панели лучше склеивались
. Винты не использовались.
Концы дюбелей отпилены и строганы гладкие, отверстия
залил, все внешние края обработал карандашом
круглой и все хорошо отшлифовал. Я нанесла 3 слоя водной
серая акриловая краска металлик.
Драйвер и его терминалы установлены. Один канал
Для питания сабвуфера использовался твердотельный усилитель.
Я построил специальный активный фильтр для приема стереосигналов от
предусилитель и отфильтровывать басовые сигналы, так как моно сигнал
с 3 переключаемыми срезами может быть выбран на 30 Гц,
45 Гц или 74 Гц.
Начальная скорость затухания на каждом полюсе постепенная, потому что
есть 3 каскадных фильтра 6 дБ / октаву, каждый
управляемый простым полупроводниковым усилителем сигнала с эмиттерным повторителем, но
дополнительный фиксированный фильтр с полюсом около
200 Гц дает максимальную скорость затухания 24 дБ / октаву.
В большинстве музыкальных композиций не так много звука ниже 50 Гц. Подводная лодка должна
быть настроенным в лучшем положении, чтобы
давал ровный отклик на сиденье для прослушивания между 25 Гц и, скажем,
100 Гц, чего очень трудно достичь
без должного измерения отклика.Большинство аудиофилов
просто угадает коробку в положение
, которое может быть одобрено их страдающей женой, которая, вероятно, находится в
полная потеря для понимания необходимости
саб. Но, по крайней мере, она могла бы найти хорошее место для вазы с
цветы или лампа, или не дай бог, фотография ее мамы
.
Фаза вспомогательного выхода может быть изменена на противоположную путем замены динамика
кабели, и, таким образом, получите лучший переход
отклика между низкими басами и суб-басами. Слушая
разнообразная музыка, уровни для саба и
регулировка частоты среза может быть сделана в лучшую сторону
звук без «раздувания» саба, или слишком много басов саб
, что звучит ужасно.
Когда основной усилитель выключен, поэтому работает только сабвуфер
с басовыми сигналами должно быть только
бит того, что звучит как очень немузыкальный гул, только с голосами
это легко различимо, когда частота среза 74 Гц выбрана
. Легко учиться, большинство людей могут выжить без
сабвуфер для музыки. Но саб — это хорошо
для фильмов в системе HT, потому что создатели фильмов намеренно
спроектировал низкие басовые сигналы в звуковой дорожке
для создания жуткой атмосферы или для взрывов.Для себя я предпочитаю лучшую историю
с меньшим количеством взрывов.
Рис. 4. Пустой лист для построения графика зависимости частоты от уровней в дБ.
Для тех, кто не привык «думать в дБ», относительные уровни V могут быть
выражается в дБ.
Если опорный уровень = 1,0 В, то + 3 дБ = 1,414 В, + 6 дБ = 2,0 В,
+ 9 дБ = 2,83 В, + 12 дБ = 4,0 В.
Относительные уровни в дБ могут быть рассчитаны, если V1 = 1V = 0 дБ, и
другой V2 = 5V.
Разница в дБ = 20 x логарифм (V2 / V1) = 20 x лог (5/1
) = примерно + 14 дБ.
К громкоговорителям 2, DIY
Кому
Тестирование громкоговорителей 4
К громкоговорителям 1,
новый с 2000
К Громкоговорителям
каталог
Вернуться на главную страницу
.
Сабвуфер, Конструкция, Шкафы, Электронные усилители X-OVER LUXKIT 2003, Единицы.
Многие
Пути
ведут в Рим
Так
ваша активная система вполне может быть двухполосной системой с одним или двумя 7, 8,
или 10-дюймовый низкочастотный / среднечастотный динамики плюс высокочастотный динамик. Решимость
частоты кроссовера зависит от возможностей выбранного
твитер (линейность и мощность), а также технические характеристики
диапазона низких и средних частот и особенно линейность частотной кривой.Таким образом вы избежите всех подводных камней.
при построении трехполосной системы с тремя усилителями и тремя
разные единицы для низких, средних и высоких частот.
выбор единиц для активной 2-ходовой системы может быть вдохновлен существующими
Наборы или проекты своими руками, в которых не используются сложные фильтры, а серийные
фильтры или простые секции с крутизной спада 12 или 6 дБ или их комбинации.
Если
уже существующий дизайн DIY из магазина выбирается в качестве основы вашего активного
системы, проследите за тем, чтобы громкость НЧ / СЧ-динамика
пересчитывается, если вы пропустите раздел пассивного фильтра с
катушка последовательно.Внутренний объем должен быть меньше.
| Многие |
| В |
Простой
Решение
Если
вы хотите стать активным, просто добавив сабвуфер к паре спутниковых
колонок, вы можете начать с использования существующих 2-полосных систем и объединить
они с одним сабвуфером, домашнего или промышленного производства.Это самая распространенная конфигурация. Есть много вариантов.
Нет
каждый сабвуфер звучит одинаково. Лучшие варианты — закрытый
коробчатые системы , а также системы с фронтальной загрузкой (ленточные). Янис
сабвуфер в принципе и есть такая полосовая система.
Преимущество полосовой системы в том, что она звучит как закрытый ящик
система с непрерывно уменьшающейся экскурсией. Эти системы действительно нуждаются в
НЧ-динамики с сильными магнитами и они, конечно, дороги.Вот почему так много дизайнеров используют более дешевые блоки в фазоинверторах.
Недостатком корпусов фазоинвертора (портированных) является то, что они
имеют нерегулярный ход кривой с падением от 60 до 80
Гц. область. Там экскурсия минимальная и по сути нелогичная.
Назад
загруженные рожки не углубляются и при желании воспроизвести низкие
частот через рог, устье рога должно быть чрезвычайно
большой, и путь распространения звука должен быть довольно длинным.Даже если твой
комната для прослушивания в вашем доме позволяет, эти рожки могут занимать весь
задняя стена комнаты для прослушивания.
Трансмиссия
Системы line страдают от того же фазового сдвига, что и системы фазоинвертора.
И снова экскурсия по конусу в этой области ограничена. Там звук
тонкий по сравнению с большим блоком в закрытом ящике. Во многих передачах
линии подчеркиваются самые низкие частоты и идут медленно.
Там
также конструкции для открытых перегородок . Но боковые панели должны быть
быть очень большими (как в случае с рогами). И есть разные диполи
дизайн тоже.
каждый
и каждая коробка , перегородка, колонка или экран должны воспроизводить звуки
которые в реальной жизни производятся большими инструментами (орган, самый длинный
и толстые струны рояля, большого барабана, большого оркестра), или
инструментами совершенно другой формы (скрипка, виолончель, флейта,
и т.п.), то сделать акустическую систему «правильной» — задача не из легких.
В этом контексте часто повторяется вопрос: может ли большой
Электростатический динамик воспроизводит звук скрипки?
ВЫБРАТЬ
ДРУГАЯ ТЕМА
Кому
Повышать или не повышать
Многие любители
а аудиофилы используют фильтры 24 дБ Linkwitz для разделения НЧ-динамика
полностью от преобразователей для средних и высоких частот.Это
решать вам, если вы хотите выбрать такой крутой наклон фильтра. Это может
будь то при наборе опыта при сборке активной системы
вы обнаружите, что менее крутые склоны могут улучшить фазу
и более гармоничный и живой звук.
Также ты
могут свободно использовать электронику, которая поможет вам скорректировать частотную кривую
устройства в корпусе сабвуфера, и может усилить самые низкие частоты
как распространяют некоторые дизайнеры.Однако это метод, который я лично
совсем не нравятся. Лучше придать устройству соответствующий объем
и кривая, поскольку параметры позволяют рассчитывать.
Также Motional
Цепи обратной связи действительно затрудняют переходные процессы. Сгенерированная поправка
по обратной связи принимает максимумы импульсов сабвуфера и других
репродукторы, исправленные таким образом. И поскольку минимумы являются основой
на котором строятся гармоники всей системы, естественно
исправление обратной связи можно услышать в остальной полосе частот,
можно услышать в общей звуковой картине.Воспроизведение может звучать
чистый, но имеет менее реалистичный характер.
ВЫБРАТЬ
ДРУГАЯ ТЕМА
Бас
Корпуса
Боффл
гениальный
решение, обеспечивающее сильное и хорошо контролируемое воспроизведение низких частот
это модель Boffle, разработанная Х.А. Хартли. Я прочитал
описание Боффла в одном из старых выпусков журнала «Граммофон» 1950-х годов. Автор статьи обещал качественный звук.
Хартли
сказал об этом: «Я полагаю, я старый-туманный пурист, но это
мне кажется, что говорящий в своем корпусе должен попытаться
чтобы воспроизвести любой музыкальный шум, он не должен иметь «индивидуальности»
самостоятельно. Он должен быть абсолютно беспристрастным; он не должен ничего добавлять и
ничего не забирайте ».
И что
это именно то, на что способен Boffle.Конечно, создание музыки зависит
на каком агрегате вы выбираете.
Боффл
на самом деле куб с гранью, скажем, 50 или 60 см. В моей версии был
В нем находится двухконусный динамик Philips. Это был полнофункциональный агрегат с
жесткая подвеска (гофрированный подвес). Не было отдельного максимума
частотный блок, подключенный к этому динамику. Так что никакого дополнительного репродуктора для
максимумы, соединенные последовательно с конденсатором. В старину полный
часто использовались единицы измерения дальности, и их было приятно слушать, так как
не было сдвига фазы (что означает отсутствие задержки по времени), как это часто случалось
в 2-х или 3-х ходовых системах, если конструкция фильтра и положение
единицы на перегородке были неправильными.Используется в подростковом возрасте
к моему boffle, я не был доволен, когда я услышал 2-х или 3-х ходовую систему
даже от известного производителя.
Любая колонка
система, которая использует драйвер полного диапазона, даст вам представление о том, что
связный звук есть. Открытые перегородки больше подходят для воспроизведения среднего уровня
и для низкочастотного динамика / сабвуфера Boffle — очень хороший выбор.
Боффл
как показано ниже, было нарисовано мной по памяти.Отделения разделены
листами или панелями из фетра толщиной 5 мм. В первоначальном плане подчеркивалось, что
отверстия в войлоке должны отличаться, как показано на рисунке. Отверстия прямо
сзади агрегата должна быть большой, чтобы не препятствовать потоку
воздух. Также не рекомендуется делать слишком маленькое отверстие на и . Второй
половина крышки (между a и задней панелью b )
также есть вариации для правильной работы.Так я построил Boffle и
никогда не корректировали отверстия в одной или нескольких панелях.
Хартли
Boffle использует войлочные панели. Войлок в то время был недоступен
и нужно было заказывать. К тому же это было дорого. Итак, в своей системе я использовал
листы мягкого картона. Это было практично, потому что отверстия могли легко
можно вырезать и при необходимости заменить панели. На вершине
чтобы они легко крепились к деревянным брускам.Зная годы
узнать, что делают демпфирующие материалы и как их применять, я подозреваю
мягкая доска, которая является «более твердым» и менее впитывающим материалом,
дал очень хороший низкий средний регистр, особенно звук рояля
рояль имел возможность играть.
Я видел в Интернете рисунок баффла без отверстия в
задняя панель. А еще был чертеж шкафа, который назывался
Boffle владельцем веб-страницы, но на самом деле был «обычным»
корпус громкоговорителя.
Ричард
Шметтерер, президент Hartley Loudspeakers, Inc. в Уилмингтоне,
Северная Каролина пишет 17 апреля 2013 г .:
«Boffle был запатентован английской компанией Hartley Turner Radio LTD.
Эта компания стала Hartley Co. Ltd в Англии, а теперь Hartley
Loudspeakers, Inc. в США. Дизайн Boffle был разработан Филипом.
Кестона Тернера (P.K. Turner) и патент был выдан в 1935 году.»
Качество
А
высокий уровень качества достигается при использовании серийно выпускаемых
3-полосные системы, подключенные к активному фильтру кроссовера. Лучшее качество
специально достигается с помощью спутниковых трехсторонних систем, которые
оснащены довольно большими вуферами, предпочтительно 12 «или 10»
НЧ-динамики параллельно и вертикально в корпусе или смонтированы
в отдельных корпусах, которые уложены друг на друга, и если у вас много слушателей
комнату можно разместить горизонтально.
у меня есть
обнаружил, что больших вуферов для нижней средней части следуют
увеличить полосу частот сабвуфера намного лучше , чем
малогабаритные единицы делают. Большие вуферы обеспечивают более реалистичный звук.
Выбор
Частота кроссовера обычно составляет около 100 Гц. Такая система
позже можно обновить, добавив второй сабвуфер.
Хотя говорят, что частоты ниже 150 Гц.ненаправленные,
не имеет значения, используются ли один или два сабвуфера.
Другой
вариант — активировать небольшие спутниковые двусторонние системы и опустить
конкретный сабвуфер, но объедините 2-полосные сателлиты с большими вуферами
как в полнокровной трехкомпонентной системе. Эти вуферы должны иметь
подходящие (хорошо рассчитанные) шкафы, один для левого и один для
правый канал. Спутниковые 2-полосные системы могут быть построены дома и
оптимизирован по отношению к вуферу.Соответствующая частота смены кадров
должны быть определены на практике, но могут быть расположены в регионе
от 350 до 600 Гц .. Такая система имеет то преимущество, что оставляет
по крайней мере, три октавы основы нетронуты.
Классик
3-ходовой
Самый
оригинальный и самый сложный вариант сборки / конструирования активного
система громкоговорителей не должна использовать существующие 2- или 3-сторонние спутники с
сабвуферы, но для расчета и сборки кабинетов для низких
средне- и высокочастотные диапазоны самостоятельно.
Ли
выбор — включать сабвуфер или нет, среднечастотные
должен иметь способность хорошо выступать до раунда и около 3000 или
4000 Гц. Как было сказано ранее, музыкальная система может состоять из 12-дюймового
НЧ-динамик, один 5-дюймовый или 7-дюймовый СЧ-динамик и качественный
высокие частоты. Частоты кроссовера могут составлять 600 и 3000 Гц.
в случае купольного-твитера или рога загружается ленточный динамик ВЧ. В случае
выбран кольцевой радиатор наподобие того, что производит Fostex, кроссовер
частота для высоких частот должна быть 7000 Гц.С такой системой очень
гармоничное и реалистичное воспроизведение может быть достигнуто, особенно если вы
выбирайте высокоэффективные агрегаты. Это классический способ.
Есть
много вариантов и много возможностей, а также много подводных камней. Но ты
можно начать с добавления сабвуфера и кроссовера к существующей системе.
И это может доставить вам уже большее удовольствие от прослушивания, много
весело, и это школа обучения для получения знаний.Через некоторое время
вы можете продолжить оттуда и расширить свою активную систему. Или не. Это
на ваше усмотрение.
Сложное
Требуется
много расчетов и экспериментов, чтобы найти лучшие единицы для
трехполосная система с частотами кроссовера 100 Гц. и, скажем, 4000
Гц. поскольку среднечастотный динамик должен воспроизводить максимум
важный участок от 100 до 200 Гц. а также более высокие частоты.
Вы
см: возможностей много. Остается вопрос: что такое
хороший вариант?
Какая бы конфигурация ни была выбрана: качество конечного результата
зависит от вашего собственного опыта и знаний, которые вы приобретете
на практике.До
не думаю, что через пару месяцев будешь готов. Активный
система не легко построить.Чтобы лучше понять этот вопрос,
будут рассмотрены следующие темы:
1. Сабвуфер и модуль электронного кроссовера
2. Усилители, кабель громкоговорителя и межкомпонентные соединения
3. Низкочастотный динамик, низко-среднечастотный динамик и высокочастотный блок.
.
Схема звукового пикового фильтра — с практическим примером
Как сгладить пики на АЧХ?
Реализация схемы фильтра пиковых звуков в конструкции пассивного кроссовера может отсортировать нежелательные скачки частотной характеристики. Обычно их называют параллельными схемами с надрезом. Схема состоит из конденсатора, катушки индуктивности и резистора, подключенных параллельно. Обычно существуют определенные формулы для расчета значений компонентов. Однако в реальной жизни эти расчеты не работают и служат скорее отправной точкой.
В любом случае, мы собираемся пропустить это все вместе, так как мы собираемся реализовать схему пикового фильтра звука в XSim. В качестве тестируемого устройства мы будем использовать Dayton Audio RS125-8 . Прежде всего, я провел необходимые измерения и создал файлы FRD и ZMA. Если вы не понимаете, о чем я говорю, посмотрите эти статьи:
Поскольку у нас есть файлы, мы собираемся загрузить их в XSim и создать простую схему.
XSim
Если у вас нет XSim, вы можете скачать его отсюда.Теперь, когда мы разобрались с этим, давайте посмотрим, как выглядит ответ с загруженными файлами и всем остальным.
Как видите, на частоте 1400 Гц наблюдается довольно значительный пик. Обычно динамик должен быть плоским, как указано в спецификации производителя. Однако измерения проводились на перегородке с прямыми краями. По этой причине эти пики, вероятно, представляют собой эффект краевой дифракции.
Теперь, когда мы знаем, что нам нужно исправить, давайте добавим параллельный режекторный фильтр.
У нас есть цепь.Пока не беспокойтесь о значениях компонентов. Мы вернемся к этому через секунду.
Схема фильтра пиковых звуков
Теперь вы смотрите на частотную характеристику и правильно заметили, что схема не повлияла на кривую. Это хорошо. Это правда, потому что номинал резистора составляет 10 мОм. Теперь давайте попробуем объяснить, что делает каждый компонент:
- Резистор определяет эффективность фильтра. Резистор большего размера означает более глубокую выемку и более резкое снижение выходной мощности.
- Произведение конденсатора и катушки индуктивности определяет частоту, на которой действует фильтр.
- Если вы хотите повлиять на более широкий диапазон частот, уменьшите номинал конденсатора и увеличьте номинал катушки индуктивности. Производство двух значений должно оставаться неизменным, чтобы целевая частота оставалась неизменной.
- Если вы хотите повлиять на узкую полосу частот около целевой частоты, увеличьте емкость конденсатора. Следовательно, уменьшите значение индуктивности, чтобы целевая частота оставалась неизменной (конденсатор x индуктор должен оставаться неизменным).
Наконец, мы разобрались с теорией. Перейдем к практическому примеру.
Как спроектировать громкоговорители — видеокурсы
Схема режекторного фильтра — шаг за шагом
Как я уже сказал, мы не будем делать никаких расчетов. Поэтому мы собираемся воспользоваться этим программным обеспечением.
Шаг 1 — Увеличьте номинал резистора
Увеличьте номинал резистора со значительным запасом.Допустим, 100 Ом. Теперь вы должны увидеть глубокую выемку на частотной характеристике. Итак, метка отмечает целевую частоту.
Шаг 2 — Отрегулируйте конденсатор и индуктивность
По мере того, как вы играете со значением индуктивности и емкостью конденсатора, вы увидите, что выемка перемещается слева направо.
У нас есть отметка на частоте около 1400 Гц. Вы можете обратить внимание на продукцию индуктора и конденсатора. L x C = 0,62 * 20,5 = 12,71.
Шаг 3 — уменьшить номинал резистора
Мы присвоили резистору смехотворную ценность, просто чтобы не отвлекаться от выемки.Однако все дело в линейном отклике. Идите вперед и уменьшите сопротивление резистора до более приличного значения.
Значение резистора понижено. Однако эта ценность не высечена на камне. Скорее всего, мы все же изменим его значение, когда настроим схему.
Шаг 4 — Тонкая настройка
На последнем этапе измените номинал конденсатора и катушки индуктивности, но оставьте их мощность прежней. В результате целевая частота по-прежнему составляет 1400 Гц, но с той лишь разницей, что затрагиваются более или менее частоты около отметки 1400 Гц.
После некоторой возни мне удалось получить этот ответ. Не совсем плоская линейка, но намного лучше, чем горб на 6 дБ.
Заключение
В зависимости от конкретной настройки, над которой вы работаете, реализация схемы фильтра пиковых звуков может иметь различные результаты. Иногда он сглаживает ответ, а иногда создает морщинистый ответ. Однако важно то, что, используя XSim, вы можете создать точную схему с хорошими результатами. Кроме того, выполнение фильтра довольно простое и понятное.
Ссылки
- Поваренная книга по дизайну громкоговорителей, 7-е издание, автор — Вэнс Дикасон (Audio Amateur Pubns, 2005).
- Источник изображения: ссылка.
.
HOT Quickbuying Профессиональный делитель частоты звука с несколькими динамиками мощностью 150 Вт 3-полосные фильтры кроссовера Акустические компоненты | компоненты аудиоколонок | кроссовер 33 кроссовер
100% новый бренд и высокое качество.
Разумный дизайн, привлекательный внешний вид, хорошее качество звука
Высокие частоты при этом защищены, не звучит тупо, не сломается, не маленький.
высокого напряжения 400 В,
эффективно предотвращают низкочастотное напряжение на
сгоревшем твитере, низкие частоты с использованием обычных конденсаторных электролитических конденсаторов, напряжение 100 В.
Частота пересечения: 1000-5000 Гц
Максимальная мощность: 150 Вт
Схема фильтра: ВЧ-динамик 12 дБ / окт.
НЧ-динамик 12 дБ / окт.
Применимое сопротивление: 5-8 Ом
Цвет: белый
Материал: пластик, металл Размер
: 9,3 * 7,3 * 3,3 см
Комплектация: 1 x Разделитель
Только указанное выше содержимое упаковки, другие продукты не включены.
Примечание: световая съемка и разные дисплеи могут привести к тому, что цвет предмета на картинке будет немного отличаться от реального.Допустимая погрешность измерения составляет / — 1-3 см.
Отгрузка:
При размещении заказа выберите способ доставки и оплатите заказ, включая стоимость доставки. Мы отправим товар в течение 7 дней после завершения оплаты.
Мы не гарантируем время доставки для всех международных отправлений из-за различий в сроках таможенного оформления в отдельных странах, что может повлиять на скорость проверки вашего продукта.Обратите внимание, что покупатели несут ответственность за все дополнительные таможенные сборы, брокерские сборы, пошлины и налоги на импорт в вашу страну. Эти дополнительные сборы могут взиматься во время доставки.
Мы не возмещаем стоимость доставки в случае отказа в доставке.
Стоимость доставки не включает налоги на импорт, и покупатели несут ответственность за уплату таможенных пошлин.
Возврат:
Мы делаем все возможное, чтобы обслуживать наших клиентов как можно лучше.
Мы вернем вам деньги, если вы вернете товар в течение 15 дней с момента получения товара по любой причине.Однако покупатель должен убедиться, что возвращенные товары находятся в исходном состоянии.
Если товар был поврежден или утерян при возврате, покупатель будет нести ответственность за такой ущерб или потерю, и мы не вернем покупателю полную стоимость.
Покупатель должен попытаться подать иск в логистическую компанию, чтобы возместить стоимость ущерба или убытков. При возврате товара покупатель несет ответственность за оплату доставки.
Гарантия и обслуживание:
Мы предлагаем бесплатную замену в течение 1 месяца.
Покупатели могут запросить замену в течение 15 дней с момента получения вами продукта. Покупатель должен вернуть нам продукт в исходном состоянии и должен нести расходы по доставке для возврата.
Мы также обеспечиваем 12 месяцев бесплатного обслуживания. Покупатель должен вернуть нам товар в первоначальном состоянии и нести расходы по доставке для возврата.
Если требуется замена какой-либо части, покупатель также должен оплатить стоимость заменяемых частей.
Перед возвратом товаров, пожалуйста, подтвердите обратный адрес и способ доставки у нас.После того, как вы передадите товар логистической компании, пришлите нам номер для отслеживания.
Как только мы получим товар, мы отремонтируем или обменяем его как можно скорее.
Отзыв:
Ваше удовлетворение и положительные отзывы очень важны для нас.
Пожалуйста, оставьте положительный отзыв и поставьте 5 звезд, если вы удовлетворены нашими товарами и услугами. Если у вас возникли проблемы с нашими товарами или услугами, пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем оставить отрицательный отзыв.Мы сделаем все возможное, чтобы решить любые проблемы и предоставить вам лучшее обслуживание клиентов.
.
Тема сведения акустических систем довольно популярна среди радиолюбителей. Этому способствует не только желание созидать, благо динамиков нынче на любой бюджет, но также и неудовлетворительное качестве серийной акустики. Изготовление фильтров требует как правило большого опыта, отчасти эмпирического, так как строгий математический расчет в лице симуляций никак не отражает звучание, и тем более не может дать ответ как сводить. Примерная прикидка не всегда дает ожидаемые результаты.
Виной тому отсутствие внятной теории именно сведения, а не электрических фильтров, с ними все ясно, чего нельзя сказать про сведение, где все базируется на нюансах которые в литературе как правильно не описаны. Цель данной статьи поведать некоторые особенности проектирования фильтров на реальном примере. В этой статье, к величайшему сожалению, не будет полноценного расчета или инструкции как брать и делать, ибо каждый случай уникален и требует персонального рассмотрения, и в лучшем случае можно указать на что обратить внимание и задать вектор размышлений в целом.
Важные характеристики АС
Для начала разберёмся чем характеризуется акустическая система. Тут три характеристики: амплитудная, фазовая и импедансная.
- АЧХ считается наиболее важной, так как больше определяет звучание, впрочем не в ней счастье, ровная АЧХ еще не гарантия хорошего звука.
- ФЧХ сама о себе не слышна, может быть слышен резкий перегиб фазы в точке раздела.
- ИЧХ вовсе на звучание не влияет, зато влияет на усилитель, но не на каждый, а лишь на тот у которого высокое внутреннее сопротивление, в частности ламповые.
Из-за кривого импеданса многие колонки могут не спеться с лампой, вся неровность импеданса вылезет в АЧХ. В каком-то случае это может пойти на пользу, но надеяться на это не стоит, хотя бы потому, что такая акустика будет крайне чувствительна к усилителю, станут слышны лампы, их режимы, а сравнение с каменным усилителем становится вообще не корректным.
Потому, если задаться цель построить акустику мало чувствительную к усилителю, необходимо обеспечить постоянство импеданса во всем диапазоне частот, а это накладывает определенные ограничения. В частности это обязывает применять фильтра настроеные на равную частоту среза и имеющие равную добротность.
Это правило позволяет для настройки фильтра контролировать только линейность импеданса, что исключает необходимость измерения АЧХ фильтров и в случаи отсутствия хорошего микрофона в измерении ачх динамиков, то есть можно обойтись минимальным набором приборов: генератором (возможно программным) и вольтметром.
Практическая работа
Плавно переходим от теории к практике. Достались мне винтажные колонки под названием Kompaktbox B 9251. И первое что было сделано — произведено прослушивание.
С холодным камнем звук был в среднем не плох, а если говорить конкретно, то местами хороший, а местами как попало. С теплой лампой играть вообще отказались. На основе этих наблюдений был сделан вывод о наличии глубоко зарытого потенциала. Вскрытие показало, что немецкие инженеры решили обойтись одним единственным конденсатором последовательно с ВЧ головкой. Измерение АЧХ дало страшную картину. На рисунке АЧХ одной колонки, кривая с глубокой дыркой на 6 кгц из-за плохого контакта разъема, на нее внимание не обращать. АЧХ отдельно ВЧ и НЧ приведены ниже.
Частота раздела
Тут самое время задуматься о частоте раздела. Обычно частота раздела выбирается на ровных горизонтальных участках, вдали от резонансов и завалов, стараясь обойти внезапные неравномерности как потенциальные источники искажений… А если вспомнить что существует фаза, о которой мало известно, а если известно, то векторно ачх на бумажке не сложишь, а из-за кривизны фаз даже на идеально ровной ачх что-то вылезет, что-то провалится в большей или меньшей степени. Также надо помнить что может дать сам динамик, особенно ВЧ, скажем не надо заставлять дюймовый купольник играть от двух, а тем более одного килогерца, даже если он способен их отыграть по АЧХ.
Не забывайте, что большой ход порождает интермодуляционные искажения, поэтому каждому размеру динамика соответствует свой диапазон частот. В свете вышесказанного понятие частоты раздела размазывается на область, куда стоить сводить, а конечную точку подбирать иначе, например на слух. Или вовсе не подбирать, но про это чуть позже.
Итак, смотрим какие уникальные динамики нам достались. Высокочастотник начинает валить с 1,3 кгц, значит ниже его пускать нельзя. С другой стороны низкочастотник пытается играть по самые 10 кгц, с переменным успехом. Однако здравый смысл подсказывает, что выше килогерца его пускать плохая затея. И что спрашивается делать, если рабочие диапазоны динамиков не пересекаются?
Тут есть два варианта: если спады имеют адекватную крутизну, то лучше всего сводить в ямку, особенно если ямка получается широкой. В случае же нашем, когда спады круты как обрывы, надо держатся подальше от самого крутого из них. Чаще всего это может случится с высокочастотником, им всегда тяжко работать у нижней границы диапазона, поэтому им целесообразнее облегчить жизнь возлагая воспроизведение нижней части диапазона на НЧ динамик, который отыграет хоть плохо, но не нагадит. Поэтому ограничиваем диапазон участком от 1,5 кгц до 2,2 кгц.
Порядок фильтра и его добротность
Следующий параметр, с которым надо определиться — это порядок фильтра и его добротность. В данной статье будут рассматриваться два порядка, первый и второй.
- С первым все просто: есть катушка, есть конденсатор, считаем их параметры под требуемую частоту среза и при надобности корректируем значения до получения желаемой АЧХ, ФЧХ, ИЧХ.
- Со вторым порядком по-хитрее, там уже две катушки и два конденсатора. От значений номиналов зависит такой параметр как добротность, он определяет крутизну спада АЧХ и в некоторой степени сдвиг фазы. Поскольку влияние фазового сдвига и крутизны умозрительно не прикинешь, остается просто выбрать в какую сторону думать. А думать тут в сторону низкой добротности, читай больше индуктивности в катушках, меньше емкости в конденсаторах.
Как выбрать порядок. Тут руководствуются уже знакомыми соображениями о том, на что способны излучатели, в особенности высокочастотник. Если большой ход ему противопоказан (как в нашем случае) то предпочтение отдаем второму порядку.
Для полноты картины следует упомянуть, что порядок также определяет степень совместной работы динамиков, но это уже информация для самостоятельного размышления.
Импедансная характеристика динамиков
Когда с примерными параметрами все более или менее ясно, самое время переходить к практике. Снимаем импедансную характеристику динамиков. С целью оценки сопротивления на графике имеется лесенка с шагом в один Ом. Скачек на 110 герцах это переключение с 10 Ом на 20.
Разумеется с такими горбами ни один фильтр нормально, и уж тем более расчетно работать не будет, особенно фильтр НЧ. Фильтру ВЧ этот подъем работать в общем то не мешает, однако как упоминалось ранее такой подъем на конце диапазона приведет к подъему высоких частот, в случае если усилитель имеет высокое сопротивление. Это можно использовать и во благо, оставив подъем небольшим.
Для выравнивания этих подъемов применяют так называемую цепочку Цобеля. Она состоит из последовательно включенных резистора и конденсатора. Проще всего ее подобрать методом научного тыка: берется реостат, горсть конденсаторов, и все это двигается пока не получится ровная линия.
Для примерного представления что от чего зависит привожу набор графиков для различных емкостей и сопротивлений. Ступенька начинается с 10 Ом.
Зная минимальное сопротивление НЧ звена, нужно привести к такому же и ВЧ звено. Тут много вариантов как соединить два резистора и цепочку Цобеля, и каждый кто решился на такой отважный шаг как сведение сам способен определить вид подключения и номиналы резисторов, поэтому описывать данную процедуру здесь излишне. Конкретно в данных колонках по результатам предварительного прослушивания решено было оставить родные резисторы на 2,2 ома и цепочку Цобеля параллельно ВЧ динамику.
Сведение фильтров
Теперь начинается финальный этап — сведение фильтров. Пора намотать катушки… или не намотать? Мотать всегда лень, нет провода, каркасов, конкретных значений индуктивности. В виду этих причин поискав в хламе нашлись пары катушек на 0,8 мкг и 3 мкг — на них и пришлось строить. В крайнем случаи всегда же можно домотать или отмотать лишнее.
По графику видно, что раздел попал в район 1,8 кгц, что вполне вписывается в задуманные границы. Подбором конденсаторов удалось добиться следующего импеданса. На частоте раздела имеется два бугорка, но их высота меньше полу ома — это не критично. Это не конечный его вид, в последствии был несколько увеличен резистор в цепочке Цобеля пищалки.
На приведенных выше картинках АЧХ как самого фильтра, так и АЧХ динамиков с его включением.
Фазировка динамиков
На этом сведение подходит в концу. Остается только определиться с фазировкой динамиков. Тут есть как минимум три способа: на слух, по форме АЧХ и по фазовому сдвигу на частоте раздела. Если у динамиков АЧХ и ФЧХ в меру линейная, и фильтр фазу на разделе сильно не накручивает, то при смене правильной фазы на неправильную на частоте раздела появится глубокий провал, пропустить его сложно. В таком случае стоит подгонять фазу по по ее сдвигу. Сделать это можно осциллографом подавая на горизонтальную развертку сигнал с усилителя, а на вертикальное отклонение с микрофона.
Подают на вход усилителя синус с частотой раздела и не меняя взаимного расположения микрофона и колонки переключают ВЧ и НЧ динамики. По одинаковости фигур Лиссажу делается вывод о равенстве фаз излучателей. Этот метод хорошо подходит для фильтров первого порядка. С кривизной наших динамиков этот метод себя не оправдывает, поэтому сравниваем АЧХ при разной фазировке.
Второй вариант заметно хуже. Однако и первый не предел мечтаний, но так как двигать индуктивности катушек не просто, а ковыряться дальше уже лень, то все было оставлено как есть.
Сборка фильтров
В завершение пару слов про сборку. В фильтре применяются сравнительно большие емкости, 20 мкф, 27 мкф, а места в корпусе и так не много, бумаги или пленки не набрать. Приходится ставить электролиты. И если в фильтре НЧ звучание от их применения пострадает не сильно, а в цобеле их можно и вовсе не услышать, то в фильтре ВЧ звучанием конденсаторов пренебрегать опасно. Именно по этой причини были применены бумажный МБГЧ и пленочный К73-16, а все электролиты зашунтированы бумажными МБГО на 4 мкФ.
Не стоит увлекаться параллеленьем сильно разных конденсаторов. Основной критерий здесь тангенс угла потерь. Если к примеру поставить в шунт к бумажному конденсатору аудиофильский полипропилен, то скорее всего вылезут верха и будут они кислотные. Вероятно тут можно составить аналогию с внутренним сопротивлением, сравнив с ним тангенс угла потерь: чем он меньше, тем больше через конденсатор пройдет сигнала, а поскольку емкость у такого высококачественного конденсатора меньше, то через него пройдет только высокочастотная часть сигнала, отсюда и имеем повышенные уровень верхов. Но это только аналогия, для лучшего понимания влияния шунтов на звук.
Про то как надо разносить катушки и какой толщины применять провода статей написано предостаточно, повторяться здесь не буду. Проще показать картинку (тут неправильно припаян цобель высокочастотника, он должен стоять после резистора).
Звучание системы
И конечно же надо сказать про звук. Стало лучше, сцена получилась очень недурственная. Кривизна АЧХ особо не слышна, даже наоборот, подъем на середине поддает детальности, верхов как ни странно хватает. Был замечен интересный эффект на басу. Как можно заметить по АЧХ на сотне герц большой подъем, а за ним завал, разумеется качающего баса нет, но есть мид бас. К примеру партия гитары кажется немного просаженным, а нижний бас, партия бас гитары, переходит как бы в слышимую область и читается очень четко, создается впечатление наличия того самого низкого баса.
Конечно ящики маловаты, и порой слышно подбубнивание, для устранения этого эффекта в каждую колонку было добавлено по 30 грамм натуральней шерсти. В целом данная акустика играет тепло и мягко даже без лампового усилителя, сохраняя в звуке строгость и точность камня, а вот с теплой лампой получается перебор мягкости. Все же им нужен усилитель по-строже — триод или двухтакт, но это тема для следующих экспериментов. Специально для сайта Радиосхемы — SecreTUseR.
Форум по аудио
Форум по обсуждению материала ФИЛЬТР ДЛЯ АКУСТИКИ
| МИКРОФОНЫ MEMS
| |















































моно (один канал подачи звука);
Производим расчёт компонентов. Для этого используйте калькулятор для расчёта параметров составляющих элементов (катушек, конденсаторов и т. д.), например, «Crossover Elements Calculator».








































































Микрофоны MEMS — новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.