Чертежи звуковых колонок. Акустическая система своими руками

Под акустическим оформлением понимается не украшение АС резьбой в античном стиле, хотя это и придаст АС неповторимость, а решение проблем акустического короткого замыкания.
Дело в том, что при движении диффузора с одной стороны образуется избыточное давление воздуха, а с другой воздух разряжен. Для возникновения звука необходимо, чтобы колебания воздуха распространялись в пространство и достигли слушателя, а в данном случае воздух колебается вокруг корзины динамической головки и создаваемое им звуковое давление весьма не велико, особенно в области низких частот:

Более подробно о принципе работы динамической головки .
Способы разрыва акустического замыкания и называют акустическим оформлением и каждый из них призван затруднить проникновения воздуха с одной стороны дифузора на другую.
Основных вариантов разрыва акустического короткого замыкания несколько. Самый простой - использование листового материала в середине которого вырезано отверстие под динамическую головку. Называется это акустическим экраном:

Немного более сложный способ - открытый ящик, т.е. ящик без задней стенки:

Оба приведенных выше способа имеют слишком маленькую эффективность, поэтому практически не используются лишь в тех случаях, когда "на безрыбье и рак - рыба".
Гораздо эффективней использование закрытого ящика, причем в таких АС особое внимание уделяется герметичности ящика - любая щель в ящике будет давать призвуки, поскольку в ящике возникает и достаточно большое давление (когда дифузор идет внутрть ящика), и достаточно большая разряженность (когда дифузор перемещается наружу):

Следующим вариантом акустического оформления служит ящик с фазоинвертором:

В данном случае это прямоугольное отверстие расположенное в строго вычисленном месте передней панели акустической системы. Однако этот вариант может быть выполнен и с использованием трубы:

К плюсам данных вариантов относится повышенная отдача на частоте, на которую расчитывается фазоинвертор, основное назначение которого инвертировать, т.е. изменить фазу на противоположную. В результате в пространство звук излучается не только передней частью дифузора, но и задней, фаза которого изменена фазоинвертором.
Более сложный вариант акустического оформления - акустический лабиринт. Суть этого варианта заключается в том, что хода внутри АС распологаются таким образом, чтобы на определенной частоте возникает резонанс и как следствие - большое увеличение отдачи на этой частоте. К расчету и точности изготовления подобных систем следует относится ОЧЕНЬ серьезно, поскольку велика вероятность возникновения "стоячих" волн в лабиринте. В этом случае качество звучания будет даже хуже, чем у варианта с акустическим экраном:

Еще большую отдачу на резонансной частоте позволяет получить рупорный вариант:

Отличие рупорной АС от АС с лабиринтом заключается в том, что направляющая звуковых волн у них изменяется по разным законам - рупорная либо расширяется конусно по всей длине, либо по экспоненте. Лабиринт же может иметь одинаковое окно по всей длине, может расширяться или наоброт сужаться, но всегда линейно. Кроме этого у АС с лабиринтом в работе принимают участие и фронтальная и тыловая часть диффузора, а у рупорных может излучать как одна, так и обе стороны.
Следующим вариантом исполнения акустического оформления служит бандпасс или полосовой резонатор:

Этот вариант отличается от всех предыдущих прежде всего тем, что он излучает только на частоте резонанса и требует строжайшего соблюдения расчетных размеров.
Последние три варинта в основном расчитаны на использования низкочастотной динамической головки, а предудущие вполне пригодны и для широкополосной АС. Поэтому, если акустическая система имеет кроме НЧ динамиков другие, например СЧ и ВЧ, то врезать их в корпус с НЧ динамиком не рекомендуется.
В любом случае для расчета размеров АС потребуются характеристики динамической головки, в частности параметры Тиля-Смолла. Если этих данных нет, но прежде чем взятся за расчет размеров корпуса АС их необходимо получить. Описание методик получения этих параметров довольно много - достаточно воспользоваться любой поисковой машиной.
Разумеется, что это далеко не все виды акустического оформления - это самые популярные.
Размеры корпуса расчитываются с использованием специальных программ для расчета корпусов АС. Найти их в интернете, а так же инструкций как ими пользоваться тоже не проблематично.
При пректировании АС следует учесть некоторые технологические особенности - если лицевая панель, на которой установлен динамик, будет утапливаться внуть корпуса, то потребуется изготовить дополнительные ребра, в которые собственно и будет упираться лицевая панель:

Если с ребрами не хочется возится, то можно сделать лицевую панель таким образом, чтобы она упиралась в боковины корпуса, что так же усиливает связь лицевой панели и боковин:

Все это даст лицевой панели дополнительную, более жесткую связку с корпусом.
Так же на стоит забывать о способах крепления динамической головки к лицевой панели и подводных камнях, с которыми можно столкнуться. Крепление динамика снаружи наиболее предпочтительно, покольку механически не прослабляет конструктив, однако этот способ подразумевает снятие фаски по диаметру динамической головки и притопление динамика внутрь корпуса, чтобы ВСЕ излучатели, и НЧ, и СЧ, и ВЧ находились на одно линии. снятие фаски уменьшает механическую прочность лицевой панели и для ее восстановление потребуется дополнительное кольцо, закрепляемое изнутри. Актуальность этого кольца тем выше, чем большая мощность предпологается получить от изготавливаемой АС и при мощностях выше 150 Вт оно уже необходимо на 100%:

На кольце, при необходимости, потребуется снять боковые фаски, чтобы оно не мешало лицевой панели установки в сам корпус.
При установки динамической головки необходимо обеспечить отсутствие каких либо щелей. Если фаска снимается станком, то поверхность получается сравнительно ровной, ее остается лишь зашкурить. Однако в домашних условиях получить ровную поверхность довольно затруднительно. Тут не совсем понятно дейстивие производителей - настоятельно рекомендуется установка динамика снаружи, а вот уплотнительная резина практически на всех динамических головках расположена для установки изнутри:

Для решения проблем гермитизации можно воспользоваться уплотнителем для дверей - самоклеящиеся полоски пористой резины, продающейся во всех хозяйственных магазинах. Уплотнитель наклеивается по периметру фаски и при монтаже динамика полностью заполняет все щели:

Если динамическая головка устанавливается изнутри, то на отверстии потребуется снять конусообразную фаску, чтобы исключить появление стоячих волн. Однако такая фаска существо прослабляет жесткость в точке крепления динамика к панели (материал получается слишком тонким) и такой способ крепления не приемлем для мощностей выше 50 Вт без дополнительного усиления конструктива:

Материал для изготовления корпусов АС желательно использовать натуральный, оптимально - фанера, но уж больно дорогой этот материал. Поэтому лучше использовать фанеру для постройки АС средней и высокой ценовой категории, использующие динамические головки ОЧЕНЬ хорошего качества и мощностью выше 100 Вт.
Для средней ценовой категории и небольших мощностей (до 50Вт) можно использовать ДВП или МДФ (тоже, что и ДВП, только толщина и плотность больше), но его необходимо обработать и доработать, или же ДСП.
Для мощностей до 10 Вт вполне годится и пластмасса, но тоже с использованием технологических хитростей.
Первая проблема, при изготовлении АС из пластмассы, возникает при ликвидации дребезга самой пластмассы, особенно проявляющегося в центрах боковин. Избавится от этой неприятной подзвучки можно используя более толстую пластмассу, а можно и приклеить дополнительные ребра жесткости. Если пластмасса растворяется дихлоританом, то для крепления ребер можно использовать дихлоритан, с растворенной в нем пластмассовой крошкой. Если пластмасса не растворяется дихлоретаном, то лучше использовать эпоксидный клей, желательно Дзержинского производства. Перед склеиваением места контекта тщательно обработать крупоной наждачной бумагой и не боятся того, что клей образует валики в точке соприкосновения склеиваемых деталей:

Для большей эффективности подавления призвуков корпуса можно "прокрасить" в 2-3 слоя получившиеся "ванночки" антигравием - покрытием используемым для покрытия днища автомобилей для защиты от мелкого гравия.

После высыхания антигравий приобретает свойства резины и довольно не плохо поглощает звук.
При использовании в качестве материала для изготовления АС ДВП требуется определится с необходимой толщиной. Если мощность АС не будет превышать 5 Вт, то ДВП можно использовать в один слой. Перед нарезкой ДВП его, с одной стороны покрывают эпоксидным клеем и прогревают феном. Под действием температуры клей становится более жидким и пропитывает ДВП практически до половины толщины. Полсе затвердения клея получается довольно крепий материал, по сути гетинакс, но с одной стороны сохраняющий звукопоглощающие свойства ДВП. Резать ДПВ можно электролобзиком, склеить заготовки можно эпоксидным клеем, армированным материалом. Для этого заготовки складываются в нужную конструкцию, и прихватывают любым СУПЕРКЛЕЕМ. Затем нарезаются полоски крепкой ткани, в нашем случае это красный шелк. Ширина полосок должна быть примерно 3...4 см. Полоски укладываются в местах соединения заготовок, сверху покрываются эпоксидкой, а затем "приутюживаются" паяльником на 40...60 Вт. Высокая температура позволяет клею полностью пропитатьткать, а так же существенно ускоряет полимеризацию клея. Правда во время работы выделяется некоторое количество дыма, поэтому работу необходимо производить либо на улице, либо под вытяжкой:

Если АС мощностью выше 10 Вт, но меньше 20, то ДВП лучше склеить вдвое - сначала склеиваются листы между собой, а потом уже собирается готовый корпус:

Для мощностей до 30...35 Вт уже потребуется сложить ДВП втрое или же использовать ДСП толщиной 18 мм (к сожалению ДСП толщиной 22 мм можно найти только у старых бабушек в виде старых, до 80-х годов выпуска, шифоньеров). Для придания жесткости боковинам можно использовать распорки типа "КРЕСТ":

Для мощностей до 50 Вт актуальность использования ДВП уже спорна - гораздо проще работать с ДСП, МДФ или фанерой, чем складывать ДВП с 4-5 слоев. Для этого подойдет материал толщиной 18 мм, однако придется использовать дополнительные брусья, обеспечивающие бОльшую связку деталей АС между собой:

АС можно собрать при помощи саморезов, но поскольку мощности не больше, то можно и склеить эпоксидным клеем, либо ПВА, только покупать его лучше не в магазине канцтоваров, а в хозяйственном или строительном. Данный ПВА будет именоваться МОМЕНТ-СТОЛЯР, клей водно-дисперсионный. Покупать на рынке рекомендуется только летом - после замерзания клей серьезно теряет свои качества. Однако, для успокоения совести, хотя бы по паре саморезов в каждый брусок лучше закрутить.
При изготовлении АС иногда допускают грубейшую ошибку - СЧ-ВЧ звено ни чем акустически не защищают от воздействия тыльной стороны дифузора НЧ динамика, что приводит к снижению эффективности самой АС, а зачастую и выходу из строя СЧ звена - слишком сильные воздушные удары тыльной стороны НЧ диффузора приводят к выталкиванию катушки СЧ динамика из магнитного зазора и заклиниванию катушка заклинивает.
Гораздо чаще забывают вычесть из общего объема АС объем защитного кожуха СЧ-ВЧ динамиков, в результате внутренний объем АС получается меньше необходимого и финальные характеристики сильно смазываются - резонансная частота фазоинтерторов заметно повышается, что выдет к нежелательным призвукам.
При сборке АС мощностью до 100 Вт так же можно использовать либо ДСП, либо фанеру толщиной 18 мм, хотя конечно же лучше поискать материал толщиной 22 мм. Для исключения возникновения резонансов боковин корпуса АС так же используются допонитетельные брусья, через которые крепляются части АС. Будет не лишним установка "креста" и дополнительной шайбы для крепления НЧ динамической головки, а так же обработка АС изнутри звукопоглощающими материалами, например оклейка паралоном или пенопластом толщиной 5-10 мм, только не стоит забывать, что оклейка "съест" часть внутреннего объема и на нее нужно обязательно дать поправку при расчете размеров корпуса.

Наилучшие результаты дает монтажная пена, поскольку толщину наносимого слоя можно регулировать скоростью выпускания пены из балончика. Если пену выпускать ОЧЕНЬ медленно, то она получается очень плотной и увеличение объема не очень большое. Если пену выпускать ОЧЕНЬ быстро, то она получается гораздо рыхлее, и при застывании сильно увеличивается в объеме. Если на боковины корпуса наносить пену от лицевой панели, увеличивая выход пены при приблежении к задней стенке, а у лицевой панели обеспечивая минимальную скорость выхода пены, внутренний объем АС приобретет форму лежащей на боку пирамиды. Подобные хитрости позволяют полностью решить проблемы стоячих волн, поскольку внутри АС отсутствуют параллельные плоскости, а неровности застывшей пены лишь усиливают эффект пирамиды. При использовании подобной технологии следует более тщательно подойти с расчетам размеров заготовок - внутренний объем уменьшается ОЧЕНЬ сильно и это требует серьезного увеличения корпуса АС.

Ребра для крепления боковин, кроме стяжки саморезами, рекомендуется, как и в предыдущем варианте проклеить, но вариантов клеевых масс несколько больше:
- эпоксидный клей, смешанный с мелкими опилками, или, что лучше, древесной пылью;
- МОМЕНТ-СТОЛЯР, но перед стяжкой нанесенному клею нужно дать немного подсохнуть, до получения консистенции сливочного масла комнатной температуры. Это позволит более полно заполнить клеем все неровностимежду деталями АС;
- полиуритановый клей, например МОМЕНТ-КРИСТАЛ, которому тоже нужно дать немного подсохнуть. После сборки места проклейки необходимо хорошенько прогреть феном, что приведет к образованию в клеевой массе мелких пузырьков, а сама масса более плотно заполнит неровности между соприкасающимися деталями корпуса;
- автомобильный герметик отечественного производства, именно отечественного, поскольку после застывания он гораздо жестче, чем импортные герметики;
- монтажная, полиуритановая пена. Перед нанесением на склеиваемые детали пену "выпускают" на не нужный кусок фанеры или ДПС, а затем тщательно перемешивают металлическим шпатылем до ее "усадки", т.е. до получения массы по густоте схожей с густой сметаной. После наненсения и стяжки пена все равно немного расширится и полностью заполнит все неровности в точке соприкосновения деталей АС.
После склеивания деталям нужно дать хорошенько высохнуть в течении 20...26 часов.
Для увеличения громкости при одной и той же выходной мощности можно использовать "двойные" динамические головки - используется параллельное, либо последовательное соединений двух одинаковых динамиков для НЧ звена. В этом случае суммарная площадь дифузоров увеличивается, следотавтельно АС может взаимодействовать с гораздо бОльшим количеством воздуха, т.е. создавать бОльшее звуковое давление и от этого субъективная громкость получается значительно выше:

Тут уже следует отметить, что использование большого коичества динамиков, в том числе и для деления звукового диапазона начинает вносить некоторые неприятности - довольно трудно добится фазировки сигнала в тех местах, где АЧХ соседних по диапазону динамиков пересекается. Поэтому гнаться за большим количеством полос для самодельной АС не следует - эту кашу таким маслом можно очень сильно испортить.
АС мощностью от 100 до 300 Вт изготавливать лучше из фанеры, причем поискать придется фанеру толщиной 22 мм. АС так же собирается при помощи брусьев жесткости, которые проклеиваются. Брусьям лучше придать форму равносторонних треугольников, где катеты будут крепится к боковинам, а гипотенуза будет направлена внутрь корпуса.
Если найти фанеру такой толщины не удается, то можно использовать фанеру толщиной 8 мм склеенную втрое - финальная толщина материала получается 24...25 мм. Клеевые массы перечислены выше.
В качестве технологического совета можно лишь порекомендовать сначала нарезать необходимые заготовки и лишь потом их склеивать, причем сразу же стягивать саморезами.
При установке внутрь АС "креста", что будет не лишним, углы стагивающих брусьев лучше закруглить - перемещаются уже довольно большие объемы воздуха и вокруг прямых углов стяжек возможно возникновение турбулетности. Так же рекомендуется "скруглить" все внутренние углы, воспользовавшись пластилином или наненся несколько слоев густого антигравия.
Еще одной разновидностью акустического оформления является раздельное исполнение корпусов для каждого динамика. В таких АС не использутся пассивные фильтры, а сигнал делится на диапазоны сразу после регулятора громкости усилителя. Затем разделенный сигнал подается на три отдельные усилители мощности, которые собственно и работают каждый на свой динамик:

Было бы не справедливо не упомянуть о часто используемых в АС "наполнителях" - небольших катках звукопоглощающего материала, лежащего внутри АС. Подобные катки позволяют несколько увеличить расчетный внутренний объем корпуса, однако для того, чтобы правильно изготовить подобный "наполнитель" необходимо знать его акустические свойства. Получить характеристики "наполнителя" в домашник условиях довольно проблематично, поэтому остается либо отказаться от использования "наполнителя", либо опытным путем выяснить необходимый объем и используемый материал (обычно это распушенная вата, ватин, сентипон).
При мощностях от 100 Вт так же становится актуальным обеспечение устойчивости корпуса АС, поскольку уже производится довольно большая работа для перемещения дифузора и воздух активно "сопротивляется". Так же желательно разорвать механическую связь дна АС и пола, на которм устновлена АС. Для этих целей обычно используют либо штативы, которые в домашних условия изготовить проблематично, либо используют стальные шипы, вкручиваемые в дно АС:

При мощностях выше 200 Вт желательно усиление лицевой панели АС и желательно использование разноструктурных материалов, например если лицевая панель изготавливается из фанеры, то с внутренней стороны приклеивается лист ДСП, толщина которого в 1,5-2 раза меньше толщины панели. Подобная комбинация материалов обеспечивает поглощение колебаний в большем звуковом диапазоне как раз за счет разнородности материалов.
Для большей усточивости АС ее массу можно увеличить промазав дно полиуритановой монтажной пеной и уложить в нее пару-тройку кирпичей, покрыв их сверху той же пеной. После застывания пены неровности лучше обрезать канцелярским резаком. "Украденный" внутренний объем необходимо учитывать при расчете размеров будующей АС.
Для мощностей свыше 200 Вт лучше использовать комбинационные материалы - все детали АС склеиваются из 18 мм ДСП и 18 мм фанеры. Фанера используется как наружный слой, а ДСП - внутренний. Подобная хитрость позволяет немного съэкономить - ДСП гораздо дешевле фанеры. Внутри АС желательно проклеить звукопоглощающим материалом, например сшитым втрое ватином, простроченным вдвое счетверенным сентпоном (сентипон бывает двойным и счетверенным), 5...10 мм пенопластом. Разная структура плотно склеенных разноструктурных материалов избавляет от проблемы резонанса самого корпуса.
Углы лучше дополнительно стянуть металлическими уголками - это придат жесткости конструкции и защитит углы АС от повреждений - АС получаются уже достаточно тяжелыми и при транспортировке возможны различные удары от которых чаще всего страдают именно углы.

Для мощностей ближе к 1000 Вт толщина материала должна быть уже довольно большой, например два слоя фанеры 18 мм плюс слой 18 мм ДПС итого уже 54 мм, причем ДПС вклеивается между слоями фанеры, однако подобыне АС уже переходят в категорию "для озвучивания", следовательно качесвом можно пожертвовать в пользу мобильности. На основании этого можно использовать двойную 18 мм фанеру, внутрь установив "крест".
Не трудно заметить, что с увеличением мощности толщина стенок АС увеличивается. Связанно это прежде всего с тем, что необходимо изолировать перемещаемый внутри АС воздух от слушателя. Однако не следует забывать, что корпус АС тоже может резонировать. Именно для исключения этой неприятности лучше использовать внутренню оклейку корпусов и сведению к минимуму получаемых от резонанса призвуков. Проверить резонансную частоту корпуса не трудно самостоятельно. Для этого необходимо наклонить АС на 20...25 градусов и бросить на нее сверху резиновую киянку из котрой предварительно вытащить ручку. Наклон АС необходим для того, чтобы удар был единичным и киянка отскочила далеко в сторону.
Закрепленный на АС микрофон (отверстие мембраны к корпусу) и подключенный к любому линейному усилителю на экране осцилографа нарисует и момент удара, и послезвучие, которое дает сам корпус. Тест конечно довольно грубый, поскольку в реальности "ударная волна" идет изнутри, а во время опыта снаружи, тем не менее на основе результатов этого теста можно судить о том на какой частоте резонирует сам корпус и как бысро происходит затухание:

Идеальная АС не резанирует и момент удара затухает сразу, практически мгновенно, но стенки идеальной АС состоят из бетона толщиной 1 см на каждый Вт мощности и такая АС годится больше для насмешек, чем для эксплуатации:

Отделка АС может самой разной, здесь каких то жестких требований нет. Если корпус из фанеры и рисунок довольно симпотичен, то корпус можно зашливовать, а затем несколько раз покрыть безцветным лаком:

Можно купить шпон ценных пород деревьев и оклеить АС шпоном под цвет мебели в комнате:

В салонах автозвука продается так называемая акустическая ткань, представляющая из себя синтетический войлок. Материал хорошо клеится и тянется, что позволит отделать АС на довольно высоком уровне:

Зашкурив корпус его можно покарсить автомобильной краской, только давайте поправку на то, что автоэмали сушаться при высокой температуре. Поэтому придется воспользоваться специальным отвердителем "ИЗУР", пропорции смешивания написанны на упаковке отвердителя, хотя лучше его добавить на 10-15% больше предлагаемой пропорции:

Если корпус тщательно зашкурить и зашлифовать, то его можно оклеить самоклеющеся пленкой, продаваемой в магазинах "ОБОИ", но материал этот довольно нежный и пользоваться им стоит, если есть увереность, что АС простоят на своем месте десяток лет:

Если планируется частая транспортировка АС, то будет весьма полезно предусмотреть соответсвующие ручки. Это особенно актуально для маленькох АС, которых хочется взять сразу две и для больших, которые попросту имеют большой вес.

Как самостоятельно собрать активную АС с повышенным КПД на низких частотах описано .

Сейчас в продаже (по крайней мере, в крупных городах) можно приобрести самые разнообразные по мощности, конструкции, габаритным размерам и стоимости акустические системы практически на любой вкус, начиная от малогабаритных объемом в 2...3 дм 3 до напольных объемом свыше кубометра. Однако у подавляющего большинства этих систем есть один объединяющий признак: все они типа закрытый ящик.

Это означает, что акустическое оформление наглухо закрыто и диффузор громкоговорителя работает как поршень, цилиндр которого имеет внутри неизменный объем заключенного воздуха.

Акустическое оформление закрытый ящик имеет ряд бесспорных достоинств, среди которых важнейшими являются следующие:

1. Полностью исключено акустическое короткое замыкание между фронтальной и тыльной сторонами диффузора громкоговорителя, что увеличивает относительную (но не абсолютную!) отдачу на крайних низших частотах и, следовательно, уменьшает общую неравномерность частотной характеристики за счет этой части спектра
2. За счет того, что диффузор работает как поршень в закрытом цилиндре, резко возрастает сопротивление внутреннего объема воздуха в футляре, что приводит к быстрому затуханию свободных колебаний диффузора, а это эквивалентно увеличению фактора демпфирования.
3. Благодаря увеличению излучения нижних частот (см. п. 1) удается существенно уменьшить габаритные размеры футляра при сохранении качества звучания в басовом регистре.

Однако, как принято говорить, бесплатным бывает только сыр в мышеловке. За все остальное приходится платить. В случае компрессионных акустических систем платой является их КПД и, следовательно, электрическая мощность, которую необходимо подводить к системе для получения достаточной громкости звучания.

Читатели наверняка обращали внимание на то, что у большинства современных переносных и компактных приемников, магнитол, а также у их автомобильных близнецов регламентируется паспортная выходная мощность в 50, 60, 100 и даже 300 Вт! Между тем абсолютное большинство старых ламповых радиоприемников и радиол даже самого высокого класса имело выходную мощность в 10...20 раз меньшую. Например, у консольной стереорадиолы высшего класса "Симфония" выходная мощность каждого канала не превышала 6 Вт, первоклассные настольные приемники "Латвия", "Мир" "Т-689" имели выходную мощность 5 Вт, хотя при этом громкость их звучания была отнюдь не меньше, а скорее больше, чем у сегодняшней автомагнитолы с паспортной мощностью 2х30 Вт.

В чем же дело? А дело в том, что до начала широкого распространения транзисторной радиоаппаратуры в качестве акустических систем применялись не компрессионные, а исключительно открытые излучатели, т.е. такие, у которых тыльная сторона диффузоров громкоговорителей сообщалась с воздушным объемом помещения через перфорированную заднюю стенку футляра. И хотя такие открытые акустические системы не имели достоинств компрессионных систем, они тем не менее обеспечивали прекрасное качество звучания при значительно меньшей подводимой электрической мощности.

Сравнение двух типов акустических систем приведено для того, чтобы радиолюбитель смог сделать правильный выбор. Дело в том, что сегодняшняя номенклатура мощных оконечных транзисторов дает возможность получить неискаженную выходную мощность в 50 и 100 Вт при исключительно высоком КПД, поскольку специальные схемные решения позволяют этим транзисторам работать в классе В практически без заметных нелинейных искажений. В этом случае использование компрессионных акустических систем не только возможно, но и вполне оправдано.

Иначе обстоит дело с ламповыми усилителями. Современные ламповые оконечные каскады могут работать только в чистом классе А.

Это необходимо, чтобы обеспечить приемлемый уровень коэффициента нелинейных искажений. Но это, как известно, самый неэкономичный режим. Кроме того, мощные оконечные лампы потребляют большой ток по цепи накала, поэтому оказывается, что даже при выходной мощности 10...15 Вт усилитель потребляет от сети свыше 100Вт.

Ясно, что создавать ламповый усилитель с выходной мощностью 100 Вт и более для нормальной раскачки достаточно мощной компрессионной системы просто бессмысленно: он будет потреблять от сети не менее 1 кВт и соответственно выделять тепла наравне с утюгом или электроплиткой.

Отсюда следует, что для лампового усилителя предпочтительнее акустическая система открытого типа. Но именно такие системы сегодня не выпускает практически ни одна фирма ни в России, ни за рубежом. Что же остается делать читателю? Ему остается построить такую систему самому.

Для тех, кто никогда этого не делал, сообщаем, что это вовсе не так просто, как может показаться сначала, и что построить высококачественную акустическую систему ничуть не проще, чем высококачественный усилитель. Поэтому приведем не только подробное описание одной из систем (далеко не самой сложной), но и сопроводим его пояснениями и комментариями, которые помогут грамотно подойти к выбору типов громкоговорителей, определению формы и размеров футляра и конструкционных материалов для ее изготовления.

Начинать конструирование акустической системы следует с задания основных параметров. Главными показателями любой акустической системы являются:

1. Реально воспроизводимый диапазон частот по звуковому давлению.
2. Неравномерность частотной характеристики в этом диапазоне.
3. Реальная величина звукового давления.
4. Коэффициент нелинейных искажений.
5. Потребляемая мощность звукового сигнала.

С этими параметрами напрямую связан выбор типов и числа громкоговорителей, способных решить эту задачу. Здесь снова потребуется небольшое отступление в область теории, без чего многое из дальнейшего рассуждения может оказаться непонятным. Начнем с рассмотрения работы громкоговорителя. Для эффективного излучения самых низких частот диффузор громкоговорителя должен иметь максимально возможную излучающую поверхность (площадь конуса), предельно мягкую подвеску (эластичный гофр и небольшую упругость подвески), что влечет за собой достаточно большую инерционность всей системы. Впрочем, на низших частотах диапазона это практически не сказывается отрицательно на качестве звучания басовых инструментов.

Для эффективного воспроизведения высших частот диапазона (начиная с 8...10 кГц) требования к громкоговорителю меняются на противоположные. Диффузор может быть небольшого размера, но обязательно жестким: очень часто для достижения этой цели бумажный диффузор пропитывают бакелитовым лаком, а у наиболее дорогих моделей (преимущественно западных фирм) делают из пластмассы или легкого дюраля. Подвеска катушки делается жесткой и максимально безынерционной.

Даже сказанного достаточно, чтобы понять, что для эффективного излучения широкого спектра частот одним громкоговорителем не обойтись. И действительно, абсолютное большинство широкополосных акустических систем состоит из трех и более разных излучателей.

Почему из трех, а не двух? Потому что хороший низкочастотный громкоговоритель с низкой частотой собственного механического резонанса эффективно излучает лишь частоты не выше 4...6 кГц, а высокочастотные головки начинают работать с 8...10 кГц, поэтому средний участок рабочего диапазона попадает в "зону провала".

Чтобы этот участок заполнить, обычно в состав системы включают третий, широкополосный громкоговоритель средней мощности (3...5 Вт), к относительно большому диффузору которого приклеен небольшой жесткий конус для улучшения излучения высоких частот. При этом удается достичь полосы частот у таких громкоговорителей в пределах от 60...80 Гц до 10...12 кГц с приемлемой степенью неравномерности.

1. 6ГД-2 РРЗ - в качестве основного низкочастотного (полоса частот 40...5000 Гц, частота собственного резонанса 25...35 Гц, номинальная мощность б Вт, полное сопротивление 8 Ом). Использовался в стереорадиоле высшего класса "Симфония".
2. 4ГД-7 - в качестве среднечастотного "заполняющего" (полоса частот 80...12000 Гц, частота собственного резонанса 50...70 Гц, номинальная мощность 4 Вт, полное сопротивление 4,5 Ом).
3. 1ГД-3 РРЗ - в качестве высокочастотного (полоса частот 5000...18000 Гц, частота собственного резонанса 4500 Гц, номинальная мощность 1 Вт, полное сопротивление (на частоте 10 кГц) 12,5 Ом.

Вероятно, что приобрести сегодня именно эти громкоговорители невозможно. В этом нет ничего страшного, так как имеющиеся в продаже типы не только не хуже указанных, но и нередко превосходят их по основным показателям. Важно лишь при их выборе Придерживаться приведенных соотношений номинальных мощностей (6:4:1) и по возможности - отношений полных сопротивлений. Само собой разумеется, что номинальная мощность заменяющих громкоговорителей не может быть меньше, чем у рекомендованных.

Ну, а для тех, кто не намерен заниматься самостоятельными расчетами и конструированием, приведем подробное описание наиболее простой, но тем не менее вполне отвечающей требованиям Hi-Fi акустической стереосистемы, состоящей из двух одинаковых 10-ваттных колонок - обеспечивающих с большим запасом озвучение помещения площадью до 50 м и специально предназначенной для описанного раньше стереоусилителя 2х8(10) Вт.

Итак, начнем с футляра. Для его изготовления потребуется хорошая, без дефектов (лучше всего авиационная) фанера толщиной 10...12 мм, тщательно высушенная и не коробленная еловая (в крайнем случае - сосновая) доска толщиной 30 мм, лист фанеры толщиной 4 мм для задних стенок, тонкая листовая резина (можно использовать старые автомобильные камеры), а также 20 специальных транспортировочных прокладок-планшетов из рыхлого картона, используемых при упаковке и перевозке куриных яиц, и хороший столярный или казеиновый клей.

Кроме того, понадобятся специальные столярные и плотницкие инструменты для обработки дерева (продольной распиловки толстой доски, распиловки фанеры, выстругивания, вырезки отверстий под громкоговорители в передней доске и перфорации на задних стенках), а также широкие струбцины или ваймы для изготовления клееного переднего щита.

На рисунках даны чертежи отдельных деталей футляра и его общий вид с указанием основных размеров. Что касается числа, формы и размеров отверстий в переднем щите, то они будут определяться исключительно габаритными размерами примененных радиолюбителем громкоговорителей и их количеством. Размеры, приведенные на рисунке, соответствуют громкоговорителям типа 6ГД-2 РРЗ (низкочастотный), 4ГД-7 (среднечастотный) и 1ГД-3 РРЗ (высокочастотный).

Следует отметить, что при использовании громкоговорителей любых других типов их взаимное расположение и координаты центров на переднем щите должны быть сохранены такими, как указано на чертеже. Если вместо одного высокочастотного громкоговорителя будут использованы два одинаковых, их надо разместить рядом, горизонтально и симметрично относительно координат, указанных на чертеже для 1ГД-3. Включать их между собой надо последовательно и синфазно.

Начинать работу следует с наиболее сложной и трудоемкой ее части - изготовления переднего щита. Щит этот собран из отдельных еловых или сосновых брусков, нарезанных из цельной, хорошо высушенной некоробленной доски толщиной не менее 30 мм (в струганом виде). Доску распиливают вдоль на отдельные бруски сечением 30х30 мм и длиной 1,1 м (с технологическим запасом). После тщательной обработки брусков крупной наждачной бумагой из них с помощью столярного или казеинового клея склеивают доску необходимой ширины (с небольшим запасом) и, зажав ее в ваймы или струбцины, оставляют сушить не менее чем на неделю.

В это время можно заняться изготовлением футляров. Для них из 10-миллиметровой фанеры вырезают по две боковые, верхнюю и нижнюю панели, заготавливают деревянные уголки и с помощью клея и шурупов собирают акустическое оформление. В процессе сборки важно выдержать прямоугольность конструкции. Это необходимо чтобы в дальнейшем передняя доска встала на место без перекосов.

Отделать футляр можно шпоном ценных пород (орех, карельская береза) либо оклеить самоклеящейся пленкой "под дерево". Внешняя отделка должна быть полностью закончена до окончательной сборки агрегата.

Теперь нужно изготовить задние стенки. Их вырезают из 4-миллиметровой фанеры точно под размер заднего "окна" акустического оформления.

Затем нужно взять три транспортировочных планшета от яиц и положить на стол "рыхлой" стороной картона вниз. Острым ножом или ножовочным полотном нужно срезать заподлицо все выступающие сверху "гладкие" конусы, после чего наложить все три планшета срезанной стороной на заднюю стенку и через образовавшиеся в планшете отверстия карандашом разметить будущие отверстия в задней стенке.

После того как в фанере будут вырезаны все размеченные отверстия, заднюю стенку нужно покрасить морилкой или другой водорастворимой краской, с внутренней стороны по всей площади наклеить марлю и после ее полного высыхания поверх марли наклеить подготовленные планшеты, проследив, чтобы отверстия в них точно расположились против отверстий в задней стенке. На этом можно изготовление задних стенок считать законченным и вернуться к передней панели.

Если передняя панель хорошо высохла и клей "намертво" связал отдельные бруски в целую доску, нужно аккуратно и с высокой степенью точности обрезать ее под нужный размер. Нужным считается такой размер, чтобы после наклейки на все четыре торцевые стороны доски уплотнительных резиновых полосок-ремней доска плотно и без зазоров входила внутрь футляра с передней стороны. Крепление доски к футляру может быть решено по-разному. В конструкциях автора использовались крепежные скобы-угольники с шайбами и "барашками" от крепления кинескопа к футляру телевизора.

Когда передняя доска точно подогнана к проему оформления и оклеена по торцам резиновыми полосками, можно приступать к вырезанию отверстий под громкоговорители. При этом следует учесть, что диаметр отверстия в доске с точностью до миллиметра должен соответствовать расстоянию между внутренними кромками картонной наклейки на громкоговорителе со стороны диффузора.

После вырезывания всех отверстий внутренние торцевые стороны отверстий нужно тщательно зашкурить наждачной бумагой, протереть от образовавшейся пыли и покрыть любым лаком или нитрокраской. Теперь на наружную сторону доски надо наклеить или натянуть с помощью мелких гвоздиков радиоткань или любую другую, но обязательно редкую (прозрачную) материю. Только после этого на переднюю панель можно устанавливать громкоговорители, обеспечив при этом абсолютно точную их центровку относительно отверстий в доске.

Оставшиеся шесть "яичных" планшетов (на каждый из футляров) нужно прибить или приклеить к внутренним сторонам боковых стенок футляра (по три на каждую стенку) "рыхлым" слоем картона внутрь футляра. Это позволяет практически полностью исключить отражения от боковых и задней стенок футляра и значительно уменьшить пики и провалы в частотной характеристике агрегата по звуковому давлению.

Соединение громкоговорителей между собой производится в соответствии со схемой, приведенной на рис.

Параметры деталей, указанные на этой схеме, соответствуют примененным типам громкоговорителей.

Рассмотрим фазирование громкоговорителей внутри колонок и колонок между собой. Дело это исключительно важное, ибо при неправильном фазировании даже идеально собранная система будет работать из рук вон плохо. К сожалению, многие радиолюбители этого не знают или не придают этому значения, расплачиваясь плохой работой хороших колонок.

Физический смысл фазирования состоит в том, чтобы в группе параллельно, последовательно или смешанно соединенных громкоговорителей, работающих от общей двухпроводной линии, при подаче на вход линии постоянного напряжения положительной или отрицательной полярности диффузоры всех громкоговорителей реагировали одинаково: либо втягивались в магнитный зазор, либо выталкивались из него. Недопустимо, чтобы диффузоры разных громкоговорителей двигались в противоположных направлениях.

На практике дело обстоит немного сложнее. Дело в том, что высокочастотный громкоговоритель подключен к линии через разделительный конденсатор, а среднечастотный зашунтирован дросселем, поэтому при подключении к линии батарейки (1,5 В) можно просто не заметить отклонения диффузора. Так что на время проверки синфазности разделительный конденсатор нужно замкнуть перемычкой накоротко, а дроссель отпаять с одной стороны (любой). Для изменения фазирования любого громкоговорителя нужно поменять местами подходящие к нему провода, а после окончания работы не забыть восстановить временно нарушенную схему.

После того как все громкоговорители внутри каждой из колонок будут сфазированы, следует произвести фазирование колонок между собой. Для этого обе колонки нужно поставить вплотную рядом друг с другом на расстоянии в 2...3 м от оператора "лицом" к нему, включить параллельно и подать от звукового генератора сигнал с частотой 200 Гц очень небольшого уровня, так чтобы звук был едва слышен. Один провод от одной из колонок (любой) нужно разорвать и в образовавшийся разрыв включить длинный отрезок соединительного провода с таким расчетом, чтобы оператор, находясь на расстоянии 3 м от колонок, мог попеременно замыкать и размыкать разорванную цепь.

Если при замыкании разорванной цепи громкость почти не изменяется или очень незначительно увеличивается, значит, колонки сфазированы правильно. Если же при подключении второй, разомкнутой колонки громкость звука резко уменьшается или звук перестает быть слышен совсем, значит, колонки включены в противофазе. В этом случае провода от одной из них (безразлично какой) надо поменять местами и еще раз убедиться, что колонки работают синфазно.

После этого одноименные концы проводов обеих колонок нужно пометить (закрасить краской, обмотать изолентой, надеть хлорвиниловый "чулок"), чтобы потом правильно распаять их на разъемы или другие соединители, исключающие нефазное подключение двух колонок к выходам стереоканалов усилителя. Полезно проверку на синфазность произвести еще раз уже совместно с работающим усилителем, поскольку может оказаться, что вторичные обмотки выходных трансформаторов в двух каналах усилителя имеют на выходе разные фазы. При такой проверке сигнал с частотой 200 Гц от генератора должен быть одновременно подан на оба входа усилителя.

И наконец, последнее замечание о колонках. Поскольку ток при пиковой мощности (10...12 Вт) превышает 3 А, соединительные провода должны иметь достаточное сечение, чтобы на них при длине 3...5 м не возникало заметного падения напряжения сигнала. Лучше всего в качестве соединительных проводов для колонок применять стандартный осветительный шнур от бытовых электроприборов. Провода должны быть цельными, соединения в них недопустимы.

Перед началом эксплуатации акустической системы нужно проверить каждую из них на отсутствие дребезжаний. Для этого на вход усилителя подключают звуковой генератор, уровень сигнала устанавливают соответствующим номинальной мощности акустической системы (в нашем случае 10 Вт) и очень медленно изменяют частоту в пределах всей полосы, от 40 Гц и до 18 кГц, поддерживая выходную мощность неизменной и внимательно прислушиваясь к появлению посторонних призвуков и дребезжаний.

Чаще всего их причиной являются неплотно притянутые шайбы под винтами и шурупами, неплотно привернутая задняя стенка, ненадежно приклеенные звукопоглощающие планшеты, слабо натянутая на передней панели радиоткань либо стружки, опилки и мелкие посторонние предметы, оказавшиеся между диффузором и радиотканью. Все выявленные причины нужно обязательно устранить до начала эксплуатации акустический системы.

И если вы не поленились и выполнили все, что было рекомендовано, автор гарантирует вам великолепное звучание на зависть владельцам 50 и 100-ваттных компрессионных колонок.

Здравствуйте мои читатели! Если вы оказались здесь, то наверняка мечтаете о мощной но не дорогой домашней акустики! Что ж у меня есть вариант который должен вас удовлетворить, но для начала предыстория!

И так для начала нам нужно определиться что мы хотим, систему 2.0, 2.1, 4.0, 4.1
Теперь, после того как мы определили, что за систему мы хотим, стоит подумать из каких динамиков она будет состоять, с учетом этого мы будем выбирать усилитель и компьютерный БП.
Рассмотрим самый простой вариант – систему 2.0 в итоге мы получим колонки 2.0,усилок и блок питания в рабочем состоянии и из этого соберем акустику.
Для этой системы нам потребуется два автомобильных или каких либо других динамика, их мощность вы выбираете на ваше усмотрение, я для примера я брал динамики: два коаксиальных трехполосных динамика по 100 ватт, хочу заметить что 100 ват – это номинальная мощность и при выборе динамика стоит смотреть только на нее. Для таких динамиков вполне подойдет двухканальный автомобильный усилитель с номинальной мощностью от 60 ватт, и опять хочу заметить что некоторые производители, такие как SUPRA на своих усилителях пишут Max .Power 2x 130 – это не означает что на каждый канал вы получите 130 ватт, это означает что максимальная мощность этого усилителя 130 ватт на канал, а вот номинальная всего 60 ватт (это можно узнать в документах на усилитель) так что при выборе усилителя тоже смотрите только на номинальную мощность!

И так допустим мы купили динамики и автомобильный усилитель, теперь усилитель нужно как то запитать, но в розетку мы его не включим так как он рассчитан на 12 вольт а у нас 220, нужен адаптер. Нормальный адаптер стоит от 3 тыс. руб. это слишком дорого. Есть способ подешевле! Нам понадобится компьютерный блок питания, для двухканального автомобильного усилителя номинальной мощностью 60 ватт подойдет БП от 350 ватт.

Теперь рассмотрим подключение блока питания к усилителю. От блока питания выходит много разных проводов. Нам потребуются: зеленый, черные – это минус, желтые – это +12, пару красных – это +5.
1 шаг – Берем зеленый провод и соединяем его с черным проводом для того что бы БП у нас запустился.
2 шаг – Берем красный провод и черный провод, и к ним подключаем лампочку (автомобильную) на 12 вольт, можно подключить 2 лампочки взяв еще один черный и красный провод – это нужно для уменьшении просадки линии +12 вольт.
3 шаг –Берем 4-5 желтых проводов (чем больше, тем лучше) можно взять и 3 провода, но не меньше, зачищаем концы и скручиваем, столько же берем черных проводов и поступаем с ними так же!
Теперь у нас есть линия +12 вольт (желтые провода) и минус (черные провода). Да к стати скручивали мы их потому что через один проводок 15 или 18 ампер (в зависимости сколько выдает ваш БП, на нем должно быть написано) пройти не смогут и провод будет сильно греться! Ну с БП, я надеюсь, мы разобрались. Теперь нам нужно подключить БП к автомобильному усилителю. Делается это довольно просто:

1) Берем желтый провод (вернее провода, так как у нас их там должно быть не менее 3) и подсоединяем их к входу +12 он будет так и помечен как +12.

2) Теперь у нас осталось два входа, первый это REM – он обычно находиться по середине и его нужно замкнуть со входом +12 вольт так как в автомобиле к входу REM тоже идет +12 вольт только от автомагнитолы.

3) И так, последний вход обозначается как GND – это минус и к нему нужно подключить черный провод (вернее черные провода, так как их у нас должно быть не менее 3)

Теперь нужно включить БП и если вы все правильно подключили, ваш усилитель должен заработать.

Сейчас разберемся на счет динамиков, подключить их очень просто, там все отмечено, где плюс, а где минус и перепутать что то очень сложно. Гораздо сложнее сделать корпус! Для овальных динамиков 6x 9 дюймов и мощностью 100 ватт потребуется короб не менее 15 литров, но так же и не более 25 литров. Корпуса бывают разные, но рассмотрим мы только два типа это корпус ЗЯ (закрытый ящик и сказать о нем больше нечего), и корпус ФИ, что означает корпус с фазоинвертором, второй тип корпусов на много лучше но и немного сложнее. Сложнее он тем, что нам понадобиться посчитать длину фазоинвертора, но для этого есть программа, называется BassPort . В качестве фазоинвертора лучше всего использовать пластиковую сантехническую трубу, диаметр ее зависит от динамика. После того как сделали корпус, мы можем подключать наши колонки к усилителю (не перепутайте полярность) и наслаждаться музыкой.

Подведем итог, как я говорил мы должны были собрать не дорогую домашнюю акустическую систему, сейчас посмотрим получилось ли у нас это. Я буду брать цены исходя из цены комплектующих которые я использовал выше как пример.

• Усилитель SUPRA SBD -A 2130 – 1400 руб.
• Динамики Mystery MS 6944 – 1000 руб.
• БП 350 ватт (б/у) – 350 руб.
• Материал для изготовления колонок - 1000 руб

Итог: 3750 руб.

И так мы собрали акустику за 3750 рублей, но ее звучание будет превосходить все акустические системы за 5-7 тыс. рублей. В итоге мы как минимум сэкономили 3-4 тыс. рублей, и получили эксклюзивную вещь, ведь такой акустики больше ни у кого нету, да и похвастаться перед друзьями своими не кривыми руками всегда приятно! Если возникли вопросы то можете писать в комментарии или посетить мою группу в контакте

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

Устройство акустических систем

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

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

В связи со сказанным проведем делением акустических систем:

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

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

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

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

Проектирование акустики

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

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

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

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

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

Активный фильтр, питаемый электрическим током

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

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

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

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

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

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

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

Акустика компьютерных колонок

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

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

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

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

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

Улучшения

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

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

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

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

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

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

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.

Напутствие начинающим конструкторам

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

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

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

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие...

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта - трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы...

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.