Проекты акустики Журнал практической электроники Датагор: практика создания акустических систем высокого класса

Свободный доступ к материалам журнала Датагор

Печать сферической АС на 3D-принтере

Секреты самодельщика Проекты акустики
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.  

Двухполосная АС за €500 на динамиках SEAS H1288 + Morel CAT 308

Практика Проекты акустики Своим опытом я хотел бы показать, что вполне реально получить настоящий Hi-Fi при бюджете в €500. Если сравнивать с покупкой иностранных брендов, то сумма окажется небольшой. Сейчас в продаже представлен большой ассортимент высококачественных динамических головок и комплектующих, которые можно приобрести дистанционно.
Я всегда полагал, что для получения правильного звука на средних частотах динамик должен иметь диффузор не менее 140 мм в диаметре. Но ведь раньше существовали очень хорошо звучащие акустические системы с вуфером на 8 дюймов, например, Snell Type J /II или Audio Note AN-J. Поэтому решил попробовать сделать двухполоску с головкой на 8 дюймов. НЧ головка SEAS H1288-08 (CA22RNX) самая доступная в этом размере, а Morel Classic Advanced Tweeter CAT 308 мне очень нравится: считаю весьма удачным соотношение цена/качество у этой ВЧ-головки.
Фазоинвертор настроен несколько ниже, чем нужно, это сделано сознательно. Порт фазоинвертора расположен сзади, что накладывает ограничение на дистанцию до стены. На лицевую панель фазоинвертор в двухполоске не ставлю — будет слышно его влияние на звук.  

Самодельные трёхполосные колонки 15МАС-1 на советских динамиках

Практика Проекты акустики
Имея на руках некоторое число старых и самых обыкновенных советских динамиков, мне захотелось собрать на них колонки (МАС — малогабаритная АС) и посмотреть, что можно получить из этой затеи.
Считаю, что конструкция годится для повторения, затраты на комплектующие невелики. Если бы я применил редкие импортные динамики, возможность точного повторения была бы минимальной. Частотный диапазон готовой АС 40…20000 Гц.   

Твиттеры Sony Xplod XS-H99. Вариант оформления выносных ВЧ-блоков

Практика Проекты акустики Для расширения диапазона воспроизводимых частот акустических систем нередко используются дополнительные ВЧ-громкоговорители – так называемые «супертвитеры». В моей статье рассматривается вариант оформления дополнительных выносных ВЧ-блоков для домашней акустики. Приведены эскизы основных деталей, а также сборочный чертеж.
Кроме этого кратко описаны основные этапы изготовления деталей блока, порядок сборки и окончательной отделки.
Это первая моя статья на Датагоре, хотя изначально она планировалась как вторая, а первой должна была быть статья об изготовлении основной акустики, но её написание несколько затянулось. Ну, как это обычно и бывает: дополнения, переделки, извечное стремление что-нибудь улучшить и т.д. Возможно, оформление блоков является неверным с точки зрения акустической науки. Возможно, есть другие ошибки, а потому дельная критика весьма приветствуется.  

Доработка малогабаритных колонок 15АС-109 и им подобных

Практика Проекты акустики Думаю, не подлежит сомнению, что наилучший звук можно получить только от полноразмерных напольных трехполосных АС. Но нередки случаи, когда для них просто нет места. Небольшие колонки, как правило, будут уже двухполосными. Требования к ним будут немного меньше, но звук всё равно должен быть хорошим. Вот такой вариант мы и обсудим. 

Итого:

Выполненная работа позволила адаптировать параметры резонансного канала к выбранному динамику и обеспечила звучание АС не ниже ожиданий, нарисованных сознанием. О звуке напишу ниже. Все работы заняли около пяти месяцев (выходные и вечернее время, учитывая наличие запала, время на прослушивание и анализ, на следующие расчеты и т.д.) и потребовали определенных затрат. Уверенно скажу – уровень звучания соответствует акустике ценового диапазона от двух миллионов рублей. Фактические затраты, особенно с учетом имеющегося оборудования несоизмеримо ниже. Пройденный путь был непростым. Созданная АС зазвучала не только благодаря точному или удачному расчету резонансного канала, интуитивно, в какой-то степени, выбранному динамику, своему подходу к моделированию и изготовлению корпуса. Напомню, построенная акустическая система двухполосная, наличие кроссовера обязательно. Работа с кроссовером также позволила внести свою лепту в окончательный звук и получить полезный опыт. Демпфирование в конструкции АС не использовалось. Возможно, предприму попытку оценить влияние демпфирования в конкретном случае. Могу сказать, что наработанный опыт позволил оценить упомянутые в начале два варианта изготовленных АС для динамиков 75ГДШ3-1, увидеть недостатки настройки на басах и внести коррективы.

Сейчас еще нет готового лицевого варианта АС для динамика 15XA38Nd. Есть проект. Выполнен новый расчет АС с динамиком 75ГДШ3-1 с увеличенной отдачей на басах. Новый вариант будет оснащен твитером BC25SC06-04. Учитывая имеющуюся рабочую загрузку и доставку дополнительно заказанных комплектующих, эти проекты будут реализованы не ранее октября-ноября текущего года. Результаты будут представлены. Часть проекта кабинета АС для головки 15XA38Nd показана ниже:

«Худший в мире» купольный твитер Philips AD 0160

Практика Проекты акустики
Я уже писал ранее в Датагорском радиожурнале про «самую плохую пищалку СССР — 3ГД-31» в статье «Доработка динамических головок 3ГД-31. Новый взгляд 30 лет спустя».
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.     

Улучшение динамиков 10 ГДШ-1-4 (10 ГД-36К) и новая АС закрытого типа

Проекты акустики Ремонт, твик, тюнинг Я вам покажу на реальном примере, что можно сделать со старыми колонками, а именно с их динамиками, чтобы получить улучшенное звучание.
Было дело, я нашел в гараже старые колонки под названием Маяк 15АС-222, в народе их называли просто «Кубики». Они стояли без дела как минимум 10 лет. Корпус по углам начал пухнуть из-за влаги, а поролоновые подвесы от легкого давления превратились в кашу. По звучанию колонки были не очень, хотя какой то потенциал у них был. Они очень сильно бубнили на низких частотах, иногда входили в резонанс и издавали гул.
Сейчас они мало чем напоминают те «Кубики» которые валялись в гараже как с виду, так и по звучанию. Читать статью ⋯  

Способы изготовления

Компьютерные колонки, являясь малогабаритными, не требуют мощных динамиков, усилитель которых питается от 12 и более вольт питающего напряжения. Таким колонкам достаточно лишь пяти вольт, поступающих с USB-порта или зарядки для смартфона.

Более мощные – для подключения телевизора, кинопроектора, магнитолы – потребуют отдельный блок питания. Потребуется 10 и более ампер тока с напряжением 12 В, как от автомобильного аккумулятора, выдающего до сотен ампер.

Несмотря на использование пластика в качестве материала корпуса многими производителями, «самодельщики» выполняют «коробку» из дерева или пиломатериалов на его основе. Все грани корпуса покрываются водостойким лаком.

Конструкция современных колонок использует не пустое пространство внутри ящика, заполненное воздухом и оснащённое низкочастотным фазоинвертором для улучшения передачи низких частот, а заполнение демпфирующим материалом. Характеристики современных фирменных динамиков улучшились настолько, что их свободно можно «запереть» внутри.

Для точной подстройки амплитудно-частотной характеристики предусмотрите эквалайзер – несколько регуляторов, управляющих отдельными полосами звуковых частот. Если в магнитоле или музыкальном центре нет такой подстройки, схема усилителя немного усложняется. Микросхема, на базе которой собран усилитель, обладает такой функцией. Для ПК или ноутбука такая необходимость резко отпадает – система Windows предусматривает графический виртуальный эквалайзер, например, в настройках WM Player. Планшеты на базе Android позволяют настроить АЧХ на любом из сторонних приложений.

Для пустотелых колонок внутри применяется звуковой лабиринт – конструкция из внутренних стенок, расположенных под разными углами (внутренний акустический расчёт). Это улучшенный вариант, выдающий наиболее эффективную АЧХ, – без перепрограммирования устройства, выполняющего роль звукового процессора. По сравнению с фазоинвертором он позволяет избежать бьющего в одно место потока воздуха при существенной громкости, направлен не вперёд, а назад. На задней и верхней частях корпуса располагается окошко.

Технологический процесс изготовления заключается в следующем. Убедитесь, что у вас всё уже заготовлено.

Разметьте и распилите фанеру или доску ДСП (либо из натурального дерева) на фрагменты, ориентируясь по чертежу.

Поставьте колонку в нужный угол комнаты или возле любой из стен. Включите музыку и пройдитесь по комнате, вслушиваясь в звук. Переместите колонку в тот угол или место, откуда она лучше всего звучит. Это называется акустическим расчётом комнаты. Если колонок две, расположите их в зоне отдыха комнаты так, чтобы 3D-стереозвучание показало себя «во всей красе».

Тем, кто не устал

Совсем уж практическая сторона. Итак, выбор динамических головок позади, выбор конструктива (лабиринт-канал) тоже. По рекомендации Рогожина установил программу Hornresp австралийского разработчика. Выполнив пошаговые инструкции, получил первый результат. Скажу так, практически вслепую пришлось выполнить не менее сотни расчетов для обеспечения всех требований. К чему нужно стремиться – инструкции даны Рогожиным. Далее делюсь собственным опытом.

Первым делом – фото выполненных попыток найти желаемый звук:

Здесь представлено пять вариантов корпусов для одного типа динамика. Все варианты, кроме последнего (это шестой вариант, полученный переделкой пятого), выполнены в размере 1520 мм в высоту (высота фанерного листа). Ширина и глубина корпусов различная и зависит от расчетного сечения канала. Внутренняя архитектура – тоже различная. Первый вариант (правый корпус на первом фото) выполнен из фанеры 15 мм. Масса корпуса — около 70 кг (без отделки). Все последующие – фанера 12 мм и масса от 35 до 55 кг. Легкие вибрации незначительных участков поверхности на корпусах акустики толщиной 12 мм присутствуют при подаваемой мощности в 100 Вт. Если откровенно – развиваемое звуковое давление на такой мощности в ограниченном пространстве долго не выдержать. Хорошо, что соседей за стенкой нет.

Таким образом, при комфортном уровне громкости вибрации корпуса и призвуки не отмечены. Призвуков, кстати, не отмечено при любом уровне громкости.

Особенности, выявленные в процессе набора опыта следующие:
1. Сначала было непонятно объяснение в п.9 инструкции Рогожина о параметрах Con (1) и Con (2). Лишь позже понял, что это длины двух участков резонансного канала. Вместе они составляют общую длину канала, влияющую на частоту настройки. И выражаются они в сантиметрах.

2. На больших динамиках обеспечить предложенный в инструкции вариант сворачивания канала приведет к росту высоты АС. Пришлось изобретать. Окончательный принципиальный вариант, принятый для работы такой:

   

   Конечно, за время строительства шести вариантов была отработана технология изготовления, детали конструкции АС, способы сворачивания большого канала. Вживую внутренности АС имеют такой вид:

   
   
   

   И так далее.

3. Обратил внимание на некоторую некорректность работы программы. Например, при расчете удается обеспечить групповые временные задержки (ГВЗ) в пределах рекомендуемой нормы. При печати результата расчета, диаграмма ГВЗ имеет серьезные искажения, недопустимые выбросы, которые не соответствуют действительности.

   

   Т.е. расчетные выбросы ГВЗ не превышают 20мс (копия экрана — слева), а при печати они же выпадают до значения в 670мс (правое изображение). Внимание, изготовленная по приведенному расчету АС обеспечила ровную работу, без призвуков и неравномерности. Нужно верить левому изображению.

4. Накопленный опыт позволяет предложить следующие рекомендации при выполнении расчетов:
• Частота настройки канала АС лучше, если будет находиться рядом с резонансной частотой головки. Можно выше, но кому это нужно?
• Обращайте внимание на обеспечение горизонтальности участка настройки АЧХ канала от резонанса и выше. Подтверждаю, незначительный подъем АЧХ в зоне резонанса (в приведенном рисунке соответствует частоте 38,36 Гц) хорошо ощущается «на слух» во время работы АС.
• При установке зоны размещения 1пи – АС у стенки (параметр Ang), отдача для музыкальной АС не должна превышать 102-104 дБ (выше, набивает голову даже при низкой громкости и приходится выкручивать НЧ ниже нуля). Создается впечатление мятого баса, его становится реально много. Обратите внимание, оптимизированная отдача АС дана для чувствительного динамика (-99 дБ). Подозреваю, что при использовании динамика с меньшей чувствительностью отдачу АС нужно будет соответственно уменьшить.



• При расчетах можно обеспечить настройку канала на частоту ниже резонанса динамика. Можно обеспечить суммарную отдачу АС заметно выше самого динамика. В первом случае (частота настройки ниже резонанса) – получаем размытость баса, сниженную артикуляцию. Чем ниже настройка от резонанса, тем заметнее эффект. Во втором случае (испытал вариант с давлением АС около 107,5 дБ) – бас становится как бы забитым, мощным, неразборчивым. Слушать тяжело. Быстро устаешь от такого звука.
5. Было замечено, что объем камеры гашения третьей моды (КГТМ – мой термин), которая находится в зоне канала S1-S2, напрямую влияет на качество гашения этой моды. Уменьшаем объем КГТМ при сохранении длинны участка канала, размах моды растет (на рисунке выше ее всплеск соответствует частоте чуть выше 100 Гц) и напротив, с ростом объема КГТМ всплеск моды уменьшается. Изменение объема КГТМ выполнял изменением площади сечения S1.

Переделка советских колонок «Вега 15АС-404» (25ГД26 + 3ГД31, Бердский радиозавод)

Практика Проекты акустики
Краткая справка. Акустические системы «Вега 15АС-404» предназначены для высококачественного воспроизведения звуковых программ, совместно с бытовой аппаратурой. Этими АС комплектовали такие аппараты, как комбинированное устройство «Вега-117С», «Вега-115С», «Вега-109С», электрофон «Вега-104С» и др.
Внутри установлены громкоговорители 25ГД26 и 3ГД31 (или 5ГДВ). Номинальная мощность 15 Вт. Рабочий диапазон частот 63…20000 Гц. Входное сопротивление АС 4 Ом.
На Датагоре есть статья Сергея Вилкова Переделка акустических систем «Вега 15АС-404». Я на этом пути зашёл немного дальше. Предлагаю вашему вниманию фоторепортаж переделки старых советских колонок «Вега 15АС-404» Бердского радиозавода.
  Популярное

• 1 Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply
  Автор AlexD, 07.11.14, Блоки питания 
• 2 Вертушка Вега ЭП-110. Учим старую собаку новым трюкам
  Автор Termen, 24.11.14, Ремонт, твик, тюнинг 
• 3 Изготовление качественных печатных плат при помощи термотрансферной бумаги методом ЛУТ
  Автор Discover, 23.10.14, Секреты самодельщика 
• 4 Параметры всех трансформаторов ТАН, ТН, ТА, ТПП, ОСМ, ТВК, ТС, ТНВС, ТП, ТПГ, ТПК. Справочник в MS Excel [v.121312, 1543шт.]
  Автор voevoda, 24.12.12, Секреты самодельщика Справочник 
• 5 Усилитель для наушников Джона Л. Худа в классе А на базе клона китайского клона
  Автор MVV, 03.11.14, Усилители на транзисторах 
• 6 Двухтактный ламповый усилитель на 6П3С по мотивам Нобу Шишидо Автор Lektor, 01.12.14, Усилители на лампах 
• 7 Аудиоусилитель Радиотехника У-101. Возвращение к жизни
  Автор picap, 21.05.13, Ремонт, твик, тюнинг 
• 8 Оснастка Лазеро Кипятильной Технологии для изготовления печатных плат. Вы ещё не кипятите? Тогда мы идём к вам!
  Автор Kuzmin, 25.02.14, Секреты самодельщика Начинающим 
• 9 Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-4. Токовая помпа Хоуленда (подписка на платы завершена)
  Автор MVV, 10.11.14, Усилители на микросхемах 
• 10 Травление печатных плат — чистое и безопасное. Рецепт с лимонной кислотой и перекисью водорода
  Автор datagor, 14.11.14, Секреты самодельщика Начинающим 
• 11 Изучаем резонанс. Часть 2. Импульсный БП для лампового усилителя
  Автор AlexD, 09.02.15, Блоки питания 
• 12 Двухполярный блок питания из готовых китайских модулей dc-dc step down LM2596
  Автор Chugunov, 12.01.15, Блоки питания 
• 13 Двухтактный ламповый усилитель с фиксированным смещением на 6Н1П + 6П36С
  Автор AlexGround, 29.10.14, Усилители на лампах 
• 14 Аудио ЦАП DAC. Поделки начинающего цапостроителя. Часть 17. Универсальный ЦАП на три источника на базе пары PCM1794
  Автор AlexD, 31.12.14, Audio DAC / Аудио ЦАП 
• 15 6Э5П, 6Н8С + 6Н13С. Два ламповых усилителя для высокоомных наушников с импульсным источником питания
  Автор еще один max, 08.12.14, Усилители на лампах 
• 16 Универсальный ламповый звукоусилительный комплект: фонокорректор, PP/SE, ORTO, схемы и чертежи
  Автор titpol, 28.09.15, Усилители на лампах 
• 17 Настольная лампа в стиле «Steampunk». Подарок лучшему другу
  Автор AAKA, 31.12.15, Записки дизайнера 
• 18 Догоним STAX! Электростатические звукоизлучатели для наушников
  Автор diystatic, 16.03.15, Проекты акустики 
• 19 Фильтр питания на полевом транзисторе для лампового усилителя
  Автор Chugunov, 15.05.15, Усилители на лампах Блоки питания 
• 20 Простой ламповый стереоусилитель 6Н2П+6П14 в корпусе усилителя «Радиотехника У-101»
  Автор Wishmaster, 05.11.14, Усилители на лампах Начинающим 
• 21 Ламповый аудиокомплекс начинающего. Восемь вариантов включения ламп + АС с чертежами
  Автор titpol, 09.10.16, Усилители на лампах 
• 22 Корпус усилителя мощности своими руками
  Автор Dimonos, 29.10.12, Секреты самодельщика 
• 23 Хэдамп Crystal cMoy. Пособие в картинках для начинающих литейщиков акрила
  Автор Datagor, 16.02.13, Усилители на микросхемах Секреты самодельщика 
• 24 Предварительный аудиоусилитель: схема, плата, технология изготовления корпуса и карданных регуляторов
  Автор Dimonos, 14.01.13, Усилители на микросхемах Секреты самодельщика 
• 25 Переделка компьютерного блока питания под зарядное устройство в подробностях
  Автор korjavy, 01.09.14, Блоки питания 
• 26 Сверлильный станок для печатных плат на базе механизмов дисковых приводов
  Автор Kuzmin, 27.04.14, Секреты самодельщика 
• 27 Инвертор Pure sine wave на базе контроллера EG8010 (модуль EGS002). Чистый синус 220V из аккумулятора
  Автор AlexD, 29.08.15, Блоки питания 
• 28 Настольная дисковая циркулярная пила. Еще один станок в домашнюю мастерскую
  Автор ultra-nn, 13.02.13, Секреты самодельщика 
• 29 Мощный однотактный ламповый аудиоусилитель на ГУ-50
  Автор TANk, 30.05.13, Усилители на лампах 
• 30 Измерения переменного напряжения звуковой частоты мультиметрами М-832
  Автор Chugunov, 03.12.14, Начинающим 
• 31 Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-3. Усилитель в режиме ИТУН
  Автор MVV, 24.10.14, Усилители на микросхемах 
• 32 Стрелочный индикатор на микроконтроллере Attyny13: «показометр» для вашего усилителя
  Автор еще один max, 06.10.12, Усилители Микроконтроллеры 
• 33 Восстановление ламповых панелей
  Автор TANk, 29.09.16, Усилители на лампах Секреты самодельщика 
• 34 Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 1
  Автор vladimirm2, 04.02.15, Ремонт, твик, тюнинг 
• 35 Полный усилитель на микросхемах. Часть 1. Усилитель мощности звуковой частоты на TDA2006, TDA2030, TDA2040, TDA2050, LM1875
  Автор MVV, 22.10.12, Усилители на микросхемах Начинающим 
• 36 Улучшение динамиков 10 ГДШ-1-4 (10 ГД-36К) и новая АС закрытого типа
  Автор CollSpack, 03.04.15, Проекты акустики Ремонт, твик, тюнинг 
• 37 Простой зарядник для литиевых аккумуляторов
  Автор Yamazaki, 27.10.14, Блоки питания 
• 38 Гальваническая развязка от сети 220 V из старого бесперебойника
  Автор mixa145, 05.03.15, Блоки питания 
• 39 Тестер ёмкости автомобильного аккумулятора (ATmega8A + LM2575). Готовимся к зиме
  Автор tarip, 24.10.14, Автомобильная электроника 
• 40 Разбираемся с катушками, наводим порядок с хвостами и концами
  Автор andrew_spb, 31.10.14, Секреты самодельщика 
• 41 Ламповый усилитель «Покемон»: 6Н23П + 6П14П на одной плате и в тонком корпусе
  Автор Wishmaster, 28.05.16, Усилители на лампах 
• 42 Усилитель для наушников на специализированной микросхеме TPA6120
  Автор Sanechek, 17.11.14, Усилители на микросхемах 
• 43 Гонка форматов 16/44, 24/192, … в поисках верного звучания. Винил, пленки, кассеты, компакт-диски и т.д.
  Автор basilevscom, 20.02.15, Теория 
• 44 Небольшой мастер-класс по изготовлению корпуса лампового усилителя
  Автор RomanSt, 27.07.13, Усилители на лампах Секреты самодельщика 
• 45 Стабилизированный лабораторный блок питания 0-30В 0,002-3А
  Автор DelCJ, 26.05.12, Блоки питания 
• 46 «Chandelier» — ламповый усилитель на 6С19П, 6Н6П, 6Н1П с особенным выходным каскадом
  Автор Tank, 19.03.16, Усилители на лампах 
• 47 Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)
  Автор if33, 10.01.13, Блоки питания 
• 48 Слово на букву «з» или Как оторвать ваше аудио от земли (by Bruno Putzeys)
  Автор Yamazaki, 17.06.16, Теория Начинающим 
• 49 Предварительный усилитель-коммутатор с цифровым управлением (STM32 + MCP41HV51) Обновлено!
  Автор AlexD, 05.06.18, Усилители на микросхемах Микроконтроллеры 
• 50 Кремний против германия в усилителях одинаковой ретро-структуры и новый германиевый кит в конце 

Акустика компьютерных колонок

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

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

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

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

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

Улучшения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Акустические системы – конструктивное устройство и принцип действия

Чтобы самостоятельно собрать акустическую систему (АС), нужно понимать ее устройство. В общем случае в конструкцию АС входят динамики, заключенные в корпус, и усилитель.

Корпус

Корпус – это первый важный элемент колонок, в который помещены остальные комплектующие. Он отвечает за воспроизведение звука на низких частотах и разделяет динамики, препятствуя их воздействию друг на друга, а также играет эстетическую роль.

Чтобы добиться звука высокого класса, нужно грамотно выбрать форму корпуса. Стандартные колонки выполнены в виде прямоугольника (куба, параллелепипеда), но такие устройства не позволяют достичь идеального звука, потому что прямые углы создают резонанс и сопутствующие отрицательные эффекты. Также АС изготавливаются в форме конструкций с острыми или тупыми углами (пирамиды, трапеции) и окружности (шара, эллипса), оптимальной для широкополосной акустики.

На заметку! Чтобы добиться наилучшего звучания от недорогих колонок, воспроизводящих основной диапазон частот, разработчики часто используют круглые формы. Передняя панель при этом выполняется ровной, а боковые стенки вместе с задней формируют изогнутую поверхность, эффективно отражающую и направляющую волны в сторону пользователя.

Сабвуферы воспроизводят низкочастотный звук, поэтому для них чаще используют кубическую форму. В сабах обычно устанавливают фазоинвертор, являющийся полой трубой, фокусирующей звуковые волны и проходящей сквозь одну из панелей.

Материал корпуса также бывает разным. Для качественного звука используют ДВП, ДСП, неплотную фанеру. Хорошо подходит дерево, но такая акустика получается тяжелой и массивной, поэтому деревянными обычно делают напольные колонки. Хороший корпус получается из специальных полимеров, но качество звука немного ухудшается. Дешевые АС выполняют из простого пластика. Такой материал плохо поглощает звук, что приводит к образованию лишних шумов. А если увеличить громкость до максимума, будут слышны гудение и гул.

Динамики

Динамики – основная составляющая часть акустической системы, так как именно они производят звуковые волны. В их конструкцию входит постоянный магнит, создающий непрерывное магнитное поле независимо от окружающих условий. Чаще всего он ферритовый. На дорогой акустике используются неодимовые магниты.

Магнитное поле окружает вторую важную составляющую динамиков – медную катушку, на которую воздействует переменный ток от розетки, батареи или USB разъема. Под воздействием тока и в окружении магнитного поля она совершает перпендикулярные колебания. Это заставляет вибрировать диффузор, что влечет колебания воздушных масс, воспринимаемые человеческими органами слуха как звуковые волны. Диффузорная мембрана изготавливается из полимеров или натуральных материалов, например, целлюлозы. На дорогой акустике используются тонкие пластинки из титана. От свойств материала зависит качество звучания.

На заметку! В зависимости от воспроизводимых частот, динамики бывают низкочастотными (сабвуферы, 20-120 Гц), среднечастотными (основной звуковой диапазон, до 5 кГц) и высокочастотными (твиттеры, от 2 до 20 кГц). Сабвуферы имеют самые большие размеры, твиттеры  — самые маленькие.

Усилитель

АС бывает активной или пассивной. В первом случае в колонки встраивается отдельный усилитель, преобразовывающий сигнал под мощность динамиков. Без этой детали звук будет очень тихим. Тогда как пассивная акустика подключается к внешнему усилителю звука специальным кабелем с клеммами. Данные аудиоусилители могут не только преобразовывать мощность сигнала, но и собирать и объединять аудиодорожки от нескольких колонок в многоканальной акустике.

На заметку! Для преобразования аудиосигнала может использоваться не только усилитель, но и ресивер.

Общий принцип работы

Схематически принцип действия АС выглядит следующим образом. Источник звука отправляет аудиосигнал на усилитель. Последний его обрабатывает и посылает на динамики в виде электрических импульсов. Ток поступает на катушку и вместе с магнитным полем воздействует на нее. В результате этого катушка движется вверх и вниз с различной амплитудой. От этого с такой же синхронностью движется диффузор, создавая звуковые волны различной громкости.