Схема акустической системы


Изготовление акустических систем своими руками

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.

Устройство акустической системы

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:

Трехполосная акустическая система

  1. Низкие частоты – головка CA21RE (h497) посадкой на 8 дюймов.
  2. Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
  3. Верхние частоты – головка 27TDC (h2149) 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):

f = 1 / 2П RC;

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 акустической системы

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.

vashtehnik.ru

Радиосхемы. - Расчет и изготовление акустической системы

Категория Самодельная аудиотехника материалы в категорииПодкатегория Схемы и устройство акустических систем

Любительские усилители низкой частоты. А.И. Хлупнов. 1979г

Качество всего звуковоспроизводящего комплекса во многом определяется параметрами звуковых колонок. Поэтому при самостоятельной сборке звуковых колонок необходимо ознакомится с методиками их расчета.

Определяющей величиной при выборе мощности и числа громкоговорителей является выходная мощность усилителя. Известно что один громкоговоритель не может качественно производить весь звуковой диапазон частот. Поэтому используют разделительные фильтры, с помощью которых осуществляется разбивка звукового диапазона на отдельные области, и для работы в каждой области используют отдельные громкоговорители.

В некоторых случаях такие фильтры устанавливают после предварительного усилителя, а оконечные (усилители мощности) обеспечивают усиление ограниченной зоны звуковых частот. в этом случае часто используют два усилителя: до 1000Гц — низкочастотный и выше 1000Гц — высокочастотный. Для стерео варианта такой звуковоспроизводящей системы необходимо четыре усилителя. Но из-за сложности полученной конструкции такие усилители не достаточно широко используются.

В радиолюбительской практике частот используют разделение звуковых частот за счет специальных схем включения головок. В зависимости от характеристики головок применяют двух-, трех-, четырехполосные системы. Наиболее распространенная это трех полосная система, в ней диапазон частот разделен на три участка: низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный. Для НЧ схема фильтра обеспечивает диапазон до 500-1000Гц, среднечастотный от 300-400Гц до 7000-8000Гц, высокочастотный свыше 4000-5000Гц. Для НЧ фильтра рекомендуется низкочастотную границу устанавливать не выше 500Гц, а высокочастотную не ниже 5-8кГц.

В качестве разделительных фильтров обычно используют индуктивности (дроссели( и конденсаторы. На рисунке а-д показаны схемы соединения головок и элементов фильтра. Значение индуктивностей дросселей и емкостей конденсаторов фильтра зависят от полного сопротивления катушки головки на частоте 1000Гц. частоты раздела могут быть рассчитаны по формулам:

где f — частота раздела (Гц), Z гр — полное сопротивление громкоговорителя (Ом).

В таблице (показана ниже) приведены данные расчета для двух значений Z рг, равных 4 и 15 Ом (для схемы б) первого рисунка) . Здесь головки включены последовательно, и для блокировки НЧ высокочастотная головка шунтируется индуктивностью, низкочастотная емкостью.

На рисунке г) показано параллельное соединение головок. L1 препятствует проникновению ВЧ и СЧ к НЧ головке Гр1, а конденсаторы С1 С2 препятствуют прохождению НЧ к СЧ и ВЧ головкам.Для долее четкого разделения областей частот используют более сложную схему, такую как показано на рисунке д).Если в распоряжении у радиолюбителя нет мощной НЧ головки, то ее можно заменить двумя менее мощными. соединение таких головок можно осуществить последовательно или параллельно.

Качество звучания звуковой колонки зависит не только от качества головок и примененных в ней фильтров но и от размера корпуса, места расположения ее в помещении. Если размеры звуковой колонки не ограничены то при ее увеличении улучшается воспроизведение НЧ. Если есть ограничение в размере звуковой колонки, то необходимо максимально улучшить параметры воспроизведения НЧ. Для этого используют закрытые акустические системы (АС) , их наполняют поролоном или стекловатой, вводят панели акустического сопротивления, фазоинверторы, пассивные громкоговорители, а так же электродинамическую обратную связь.

Большое значение имеет место установки звуковых колонок.На рисунке 2 показаны частотные характеристики одного и того же громкоговорителя, снятые в заглушенной камере или на открытом воздухе (кривая 1), при расположении его у стены жилой комнаты (кривая 2) и в углу этой же комнаты (кривая 3). как видно из приведенных зависимостей только за счет изменения места положения громкоговорителя в комнате удается повысить уровень на 4-5 дБ в области НЧ.

При создании малогабаритных АС хороших результатов можно достичь только в случае установки специальных динамических головок, например 10ГД-30, 6ГД-6, 4ГД-8Е. Электрическая схема подключения такой АС показана на рисунке 3.

Сопротивление постоянному току такой АС составляет 8 Ом. включение двух однотипных головок с разными частотным резонансом (63 и 90 Гц) последовательно позволяет получить более равномерную частотную характеристику. В качестве СЧ использованы две головки 4ГД-8Е. Емкость конденсатора С1 рассчитывалась из условия обеспечения частоты среза 500Гц. Головка 3ГД-31 предназначена для воспроизведения только ВЧ (более 8 кГц), что определяется  емкостью конденсатора С2 (4,0мкФ). Внешние размеры звуковой колонки 580*370*230 мм. Стенки ее выполнены из многослойной фанеры толщиной 10 мм. На задней стенке (съемной) колонки выполнено 99 отверстий диаметром 13 мм, закрытым слоем материи (панель акустического сопротивления). Способ крепления отдельных элементов конструкции колонки показано на рисунке 4.

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

Громкоговорители закрепляют на передней панели, спереди устанавливают рамку с отверстиями напротив головок, обтянутую декоративной тканью. Стенки колонки фанируют под ценные породы дерева и затем покрывают лаком. Их так же можно обклеить декоративной пленкой.Панель акустического сопротивления изготавливают так: к задней стенке прикрепляют шурупами фанеру, затем одновременно в них сверлятся отверстия. После этого фанеру снимают и все отверстия в задней стенке закрывают поролоном. Снова накидывают фанеру и постепенно закрепляют шурупами, при этом обеспечивается натяжение поролона, находящегося между ними. Применение панели акустического сопротивления для звуковых колонок замкнутого типа позволяет избежать повышенного требования к качеству обработки внутренних поверхностей и не обклеивать внутренние стенки звукопоглощающим материалом.

Если не предъявлять высоких требований к качеству воспроизведения НЧ, то можно изготовить малогабаритные звуковые колонки, в которых установлены две динамические головки, соединенных последовательно. Размеры звуковой колонки 335*155*215 мм. Корпус ее выполнен из досок толщиной 12 мм, склеенных казеиновым клеем. Для соединения стенок между собой используют алюминиевые уголки. Особенность колонки в том, что внутри ее размещается перегородка, имеющая два отверстия диаметром 15 мм, в которую вставлены отрезки алюминиевых трубок длиной 40 мм. В центре перегородки выполнено возможно большее кол-во отверстий диаметром 1,0мм на площади 4 см². Эта перегородка определяет объем за головками. Пространство между головками и перегородкой заполнено стекловатой. Два замкнутых объема воздуха, находящиеся позади головок и настроенные на разные частоты (это достигается передвижением перегородки), создают для диффузоров хорошую нагрузку  на НЧ. Оптимальное положение перегородки находится экспериментально по наилучшему звучанию при прослушивании как различных музыкальных программ, так и НЧ сигналов от звукового генератора. Для передвижения перегородки установлены две шпильки, проходящие через заднюю стенку. После настройки выступающие части отрезают и эти места заливаются эпоксидным клеем для предотвращения их смещения. Внешнюю поверхность колонки фанируют и покрывают лаком. Диффузоры головок закрывают рамкой с отверстиями обтянутой декоративной тканью.

Особое внимание при сборке уделяется правильной фазировки громкоговорителей. До установки громкоговорителя в корпус необходимо провести маркировку его выводов. Для этого подключают батарейку (1,5В) и помечают краской тот вывод, который был соединен с положительным полюсом при движении диффузора внутрь.Правильность включения ВЧ громкоговорителей проверяют при воспроизведении сигнала частотой 7-8кГц. На слух на этой частоте настройку производить нельзя, поэтому надо воспользоваться измерительным прибором. В простейшем случае на расстоянии 1-1,5 м от передней панели звуковой колонки устанавливаем микрофон, а к выходу микрофонного усилителя (магнитофон, звуковая карта ПК и др…) подключаем вольтметр переменного тока. По показаниям прибора определяем при каком подключении громкоговорителей будет наибольший сигнал. Это и будет фазное включение.

После настройки и окончательной сборки следует проверить работу колонки во всем звуковом диапазоне. Для этого на вход усилителя подается сигнал от звукового генератора, который обеспечивает номинальную мощность. при плавном изменении частоты прослушивают работу звуковых колонок. При появлении дребезга следует выяснить причину и устранить.

radio-uchebnik.ru

​Азы акустики для чайников: типы акустического оформления колонок

Чтобы как следует разобраться в процессах, происходящих в ящике, на стенке которого смонтирован один или несколько динамиков, нужно вдумчиво прочитать пару-тройку книжек, в каждой из которых формул больше, чем во всем школьном курсе физики. Я забираться в такие дебри не буду, так что не стоит данный материал как исчерпывающий анализ или руководство по постройке аудиофильских колонок. Однако очень надеюсь, что он поможет начинающим меломанам (да и некоторым хроническим тоже) как следует сориентироваться в разнообразии акустических решений, каждое из которых его разработчики, разумеется, называют единственно правильным.

Некоторое время после изобретения в 1924 году электродинамического излучателя с коническим диффузором (окей, просто динамика), его деревянное обрамление исполняло в первую очередь декоративные и защитные функции. Оно и понятно — после долгих лет прослушивания пластинок через слюдяные мембраны и раструбы граммофонов, саунд нового устройства и безо всякой акустической доработки казался просто апофеозом благозвучия.

Мембраны граммофонов изготавливались чаще всего из алюминия или слюды

Однако технологии записи быстро совершенствовались и стало понятно, что более-менее правдоподобно воспроизвести слышимый диапазон динамиком, просто закрепленном на некой подставке, крайне проблематично. Дело в том, что предоставленная сама себе динамическая головка находится в состоянии акустического короткого замыкания. То есть волны от фронтальной и тыловой поверхностей диффузора, излучаемые, понятное дело, в противофазе, беспрепятственно накладываются друг на друга, что самым печальным образом отражается на эффективности работы, и в первую очередь на передаче басов.

Кстати, в процессе данного рассказа я буду чаще всего рассуждать именно о низких частотах, так как их воспроизведение — ключевой момент в работе любого корпуса АС. ВЧ-драйверы в силу малой длины излучаемых волн во взаимодействии с внутренним объемом колонки вообще не нуждаются, и чаще всего полностью от него изолированы.

Душа нараспашку

Самый простой способ отделить фронтальное излучения динамика от тылового — смонтировать его на щите как можно большего размера. Из этой простой идеи и родились, собственно, первые акустические системы, представлявшие собой ящик с открытой задней стенкой, поскольку для компактности края щита просто взяли, да и загнули под прямым углом. Однако в плане воспроизведения басов успехи подобных конструкций впечатляли не слишком. Помимо несовершенства корпуса проблема была еще и в очень небольшом по современным понятиям ходе подвески диффузоров. Чтобы хоть как-то выйти из положения, использовались динамики как можно большего размера, способные развивать приемлемое звуковое давление при небольшой амплитуде колебаний.

PureAudioProject Trio 15TB с 15-дюймовыми НЧ-драйверами на трехслойных бамбуковых панелях

Несмотря на кажущуюся примитивность подобных конструкций, у них имелись и кое-какие достоинства, причем настолько специфические и интересные, что адепты открытых АС не перевелись до сих пор.

Начать с того, что отсутствие каких-либо препятствий на пути звуковых волн – лучший путь к повышению чувствительности. Момент этот особенно ценен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности однотактных или лишенных обратной связи. Бумажные диффузоры большого диаметра даже на мощности порядка четырех-пяти ватт способны создать довольно-таки внушительный, и при этом на удивление открытый и свободный саунд.

При высоте 1,2 м в мире открытой акустики Jamo R907 считаются практически компактами

Что же касается тылового излучения, то чтобы не вносить искажений в прямой звук, оно должно приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс) — в таком случае его влияние ощущается как легкая реверберация, лишь добавляющая в саунд воздуха и расширяющая музыкальное пространство. Тонкость в том, что для создания этой самой «заметной задержки» колонки, разумеется, должны быть расположены на изрядном расстоянии от стен. К тому же большая площадь передней панели и внушительные размеры НЧ-драйверов соответствующим образом сказываются на общих габаритах АС. Одним словом, обладателей небольших и даже средних жилых комнат просьба не беспокоиться.

Кстати, частный случай открытых систем — акустика, построенная на электростатических излучателях. Только за счет почти невесомой диафрагмы большой площади, ко всем вышеописанным преимуществам, у электростатов добавляется способность филигранно передавать даже самые резкие динамические контрасты, а благодаря отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ, еще и завидная тембральная точность.

Открытое оформление

Плюсы: Высококлассные открытые колонки — отличный способ получить реальный кайф от прослушивания пуристских ламповых однотактников.

Минусы: Про жирные компрессионные басы лучше забыть сразу. Весь звуковой тракт должен быть подчинен идее открытой акустики, а сами колонки придется выбирать из крайне ограниченного числа предложений.

Запертый в ящике

С ростом мощности и улучшением параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики перестала быть главным камнем преткновения, а вот проблемы неравномерности АЧХ, и в особенности правильного воспроизведения басов, стали еще более актуальными.

Гигантский шаг к прогрессу в данном направлении сделал в 1954 году американский инженер Эдгар Вильчур. Он запатентовал акустическую систему закрытого типа, и это был отнюдь не трюк в стиле нынешних патентных троллей.

Патентная заявка Эдгара Вильчура на АС в закрытом оформлении

К тому моменту уже был изобретен фазоинвертор и, понятное дело, к ящику с дном динамик тоже примеряли неоднократно, только вот ничего хорошего из этого не получалось. Из-за упругости замкнутого объема воздуха приходилось или терять существенную часть энергии диффузора, или делать корпус непомерно большим, чтобы снизить градиент давления. Вильчур же решил обратить зло во благо. Он сильно понизил упругость подвеса, переложив таким образом контроль за движением диффузора на объем воздуха — пружину куда более линейную и стабильную, чем гофр или резиновое кольцо.

В закрытом ящике движения диффузора контролируются воздухом — в отличие от бумаги или резины он не стареет и не изнашивается

Так удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и поднять отдачу на низких частотах, но и ощутимо сгладить АЧХ на всем ее протяжении. Однако обнаружился и минорный момент. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы и резкому ухудшению воспроизведения частот ниже данного порога. Для борьбы с такой неприятностью пришлось увеличивать массу диффузора, что логичным образом привело к снижению чувствительности. Плюс поглощение внутри «черного ящика» чуть ли не половины акустической энергии, не могло не внести вклада в снижение звукового давления. Одним словом, новому типу колонок потребовались усилители довольно серьезной мощности. К счастью, на тот момент они уже существовали.

Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением

Сегодня закрытое оформление применяется по большей части в сабвуферах, особенно в тех, что претендуют на серьезное музыкальное исполнительство. Дело в том, что для домашних кинотеатров энергичная отработка самых низких басов часто оказывается важнее динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. А вот объединив относительно компактный закрытый саб с приличными сателлитами, можно добиться куда более правильного звука — пускай и не наполненного сверхглубокими басами, зато крайне быстрого, собранного и четкого. Всё вышесказанное можно отнести и на счет полнодиапазонных колонок, «закрытые» модели которых изредка появляются на рынке.

Закрытый ящик

Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне. Относительная компактность конструкции.

Минусы: Требуется достаточно мощный усилитель. Сверхглубоких басов на грани инфразвука добиться весьма затруднительно.

Дело — труба

Еще одним способом обуздания противофазного тылового излучения стал фазоинвертор, по-русски буквально «разворачиватель фазы». Чаще всего он представляет собой полую трубку, смонтированную на передней или задней поверхности корпуса. Принцип работы понятен из названия и незамысловат: раз избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, значит нужно синхронизировать его по фазе с фронтальными волнами и использовать на благо слушателей.

Амплитуда и фаза движения воздуха в фазоинверторе меняются в зависимости от частоты колебаний диффузора

По сути труба с воздухом является самостоятельной колебательной системой, получающей импульс от движения воздуха внутри корпуса. Обладая совершенно определенной частотой резонанса, фазоинвертор работает тем эффективнее, чем ближе колебания диффузора к частоте его настройки. Звуковые волны более высоких частот сдвинуть с места воздух в трубе просто не успевают, а более низкие хотя и успевают, но чем они ниже, тем сильнее смещается фаза излучения фазоинвертора, и, соответственно, его эффективность. Когда поворот фазы достигает 180 градусов, тоннель начинает откровенно и весьма эффективно глушить звук басового драйвера. Именно этим объясняется очень крутое падение звукового давления АС ниже частоты настройки фазоинвертора — 24 дБ/окт.

В борьбе с турбулентными призвуками конструкторы фазоинверторов постоянно экспериментируют

У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный — 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще — достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.

Фазоинвертор

Плюсы: Энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при изрядной сложности расчета).

Минусы: В большинстве реализаций проигрывает закрытому ящику в скорости атаки и четкости артикуляции.

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол

Еще один плюс — с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы — к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Выход из лабиринта

Акустика, вооруженная фазоинверторами и пассивными излучателями, воспроизводит глубокие басы благодаря резонаторам, работающим при посредничестве воздуха внутри АС. Однако кто сказал, что объем колонки не может играть роль низкочастотного излучателя сам по себе? Конечно может, и соответствующая конструкция называется акустический лабиринт. По сути, она представляет собой волновод, протяженностью в половину или четверть длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы. Иными словами конструкция настраивается по нижней границе частотного диапазона АС. Конечно использовать волновод полной длины волны было бы еще эффективнее, но тогда для частоты, скажем, 30 Гц, его пришлось бы делать 11-метровым.

Акустический лабиринт — любимая конструкция акустиков-самодельщиков. Но при желании корпуса самой хитрой формы можно заказать и в готовом виде

Чтобы в колонке разумных размеров уместить даже вдвое более компактную конструкцию, в корпусе устанавливают перегородки, формирующие максимально компактный изогнутый волновод, поперечным сечением примерно равным площади диффузора.

От фазоинвертора лабиринт отличается в первую очередь менее «резонансным» (то есть не акцентированным на определенной частоте) звучанием. Относительно низкая скорость и ламинарность движения воздуха в широком волноводе препятствует возникновению турбулентности, порождающей, как мы помним, нежелательные призвуки. Кроме того, в данном случае драйвер свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, ведь его тыловое излучение не встречает практически никаких препятствий.

Схема для расчета корпуса на dbdynamixaudio.com

Бытует мнение, что акустические лабиринты создают меньше проблем со стоячими волнами в комнате. Однако при малейших просчетах в разработке или изготовлении, стоячие волны могут возникнуть в самом волноводе, который, в отличие от фазоинвертора, имеет куда более сложную структуру резонансов.

Вообще надо сказать, что грамотный расчет и точная настройка акустического лабиринта — процессы весьма непростые и трудоемкие. Именно по этой причине данный тип корпуса встречается нечасто, и только в АС очень серьезного ценового уровня.

Акустический лабиринт

Плюсы: Не только хорошая отдача, но и высокая тональная точность басов.

Минусы: Нешуточные размеры, очень высокая сложность (читай - стоимость) создания правильно работающей конструкции.

Эй, на пароме!

Рупор — самый древний и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Выглядит круто, если не сказать эпатажно, звучит ярко, а временами… В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска такого звука давно стала мемом и в музыкальном, и в киношном мире.

Avantgarde Acoustics Trio с низкочастотным рупорным массивом Basshorn XD высотой 2,25 м

Конечно от жестяной воронки с ручкой теперешняя акустика ушла очень далеко, но принцип работы все тот же — рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Таким образом, повышается его КПД, а заодно и формируется четкая направленность излучения. В отличие от всех описанных ранее конструкций, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Причина проста — его сечение увеличивается по экспоненте, и чем ниже воспроизводимая частота, тем большим должен быть размер выходного отверстия — уже на 60 Гц потребуется раструб диаметром 1,8 м. Понятно, что такие монструозные конструкции больше подходят для стадионных концертов, где их действительно периодически можно встретить.

Главный козырь адептов рупорного воспроизведения заключается в том, что акустическое усиление позволяет при заданной звуковой отдаче уменьшить ход мембраны, а значит, поднять чувствительность и улучшить музыкальное разрешение. Да-да, снова кивок обладателям ламповых однотактников. К тому же при грамотном расчете раструбы могут играть роль акустических фильтров, круто отсекая звук за пределами своей полосы и позволяя ограничиться самыми простыми, а потому вносящими минимальные искажения электрическими кросоверами, а иногда и вообще обойтись без них.

Системы Realhorns — особая акустика для особых случаев

Скептики же не устают напоминать о характерной рупорной окраске, особенно заметной на вокале, и придающей ему характерную гнусавость. Побороть данную неприятность действительно нелегко, хотя судя по тому, как играют лучшие образцы High-End-рупоров, вполне реально.

Рупор

Плюсы: Высокий акустический КПД, а значит, отличная чувствительность и неплохое музыкальное разрешение системы.

Минусы: Характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры средне- и тем более низкочастотных конструкций.

Круги на воде

Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно — пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.

Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций

Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.

Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.

Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri

Обратная сторона медали — большая опасность ранних отражений этих волн от стен и мебели, о вредоносности которых я подробно рассказывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».

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...

Nautilus от Bowers & Wilkins — одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления — 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.

stereo.ru

Hi-End акустика своими руками, или как сделать хорошие колонки

Посвящается тем, у кого есть свободное время

Открываем популярный журнал про хороший звук и с удовольствием смотрим на изящные образы (если не сказать образА) акустических систем, а посмотреть есть на что. Мощные башни ощетинились во все стороны динамиками, блестят своими лакированными боками, давят паркет острыми шипами и вообще вызывают чувство глубокого уважения. Похоже, у них есть только один недостаток – это, конечно, цена. Возникает вполне логичный вопрос, а что если сделать копию какого-либо монстра самому? Купить динамик несложно, собрать корпус, пускай и не такой красивый – тоже, катушки и конденсаторы можно отечественные, аккуратно спаять 3 детали – и вовсе задача для ученика 10-го класса школы.

С учетом количества готовых модулей, которые предлагает Ebay, сделать хороший усилитель не намного сложнее. Чего там только нет: коммутация, защита АС, платы класса A-AB-D, регуляторы громкости на любой вкус, красивые корпуса, сделанные специально для аудио, ручки, ножки и трансформаторы – знай только соединяй. В следующей статье мы обязательно расскажем, как собрать свой усилитель, который не уступит большинству «брендовых» образцов стоимостью до 60-70 тысяч рублей.

Возможно, далее в тексте вы встретите незнакомые слова. К счастью, нам пришел на помощь неизвестный аудиофил и оставил ссылку на свой личный архив информации по акустике и усилителям, там есть реально ВСЕ и даже и больше, настоятельно рекомендуем к ознакомлению.

Из чего делать? Фанера, МДФ, ДСП, пластик, массив.

Мир видел много странных акустических конструкций, например, из бетона или шлакоблока. Все же самыми «востребованными» остаются вышеперечисленные пиломатериалы на основе древесины. Попробуем понять, какой из них «правильнее». Базовое правило – вне зависимости от выбранного материала не экономьте на его качестве, то есть цене.

Первым идет король современной Hi-Fi и Hi-End индустрии – МДФ, из него сделано подавляющее большинство колонок, как дорогих, так и дешевых. Причина проста – невысокая стоимость, удобство обработки и отделки, в том числе варианты с готовым шпоном, отсутствие ярких резонансов. При грамотном проектировании получение оптимального результата гарантировано. Рекомендуем к применению, больше сказать нечего.

Пластик – понятие очень растяжимое, его «авторитет» значительно подточен дешевыми китайскими подделками, хотя преимуществ у него не меньше, чем у любого другого материала. Проблему недоступной для любителя возможности отливать свои заготовки из желаемого материала – проходим мимо.

Хорошим материалом для изготовления корпуса акустической системы может служить ДСП. Пожалуй, главный его недостаток – множество проблем с отделкой, не важно, что вы решите: красить, шпонировать или обтягивать. У ДСП есть огромный плюс: если нужно сделать быстро и очень дешево, то можно использовать заводскую ламинированную плиту (ЛДСП). Добиться в таком случае высокой эстетики вряд ли получится, но цена и скорость оставят далеко позади всех остальных претендентов. Если сравнивать резонансные свойства материалов в разрезе пригодности для колонок – ДСП занимает первое место, хотя разница по сравнению с МДФ невелика.

Капризная, но неизменно желанная «матерыми аудиофилами» госпожа фанера. Фанера бывает нескольких видов – березовая, хвойная, ольховая, ламинированная. Почему капризная? Любую фанеру «ведет», то есть при высыхании лист изменяет свою геометрию, при пилении часто появляются сколы. Также это не самый простой для отделки материал, если вы хотите получить «глухой» матовый цвет без проступающих граней, текстуры, ребер. Причина для того, чтобы терпеть эти мучения, довольно спорная: по мнению «бывалых» только фанера дает то самое живое дыхание, которое «убивают» ДСП и МДФ.  Наиболее мне непонятно желание сделать себе корпус из «живой» фанеры и «убить» ее слоями шпаклевки, грунта, краски, лака в попытке скрыть «страшные» стыки с прожилками (слоями фанеры), которые днем и ночью смотрят с немым укором на своего владельца. Куда предпочтительнее варианты специальной пропитки, хотя бы тем же «датским маслом», не так уж страшны эти темные «полосочки» на ребрах корпуса…

Что за нищебродство этот ДСП-МДФ? Может сразу из цельного дуба, да потолще!? Не спешите вставлять динамик в первое увиденное дупло. Вопреки ожиданиям массив древесины ценных пород не обогащает звук пропорционально вложенным деньгам, более того, даже требует дополнительного демпфирования по сравнению с более дешевыми материалами. Хотя его несомненные плюсы – это удобство отделки: если акустика собрана аккуратно, довести ее до симпатичного эко-вида не составит большого труда. Вместо увеличения толщины рекомендуется добавить (приклеить) с обратной стороны еще один лист менее резонансного материала, например, того же МДФ, сделать «сэндвич». Наиболее удачный вариант применения массива – это акустика типа «щит», где требуется красивая и тяжелая передняя панель.

Экзотика. Часто выбор обусловлен тем, что есть под руками. Подобно тому, как птица может виртуозно вплести в гнездо всякий мусор, так и меломан тащит все, что плохо лежит. Можно найти на просторах сети идеи, воплощенные из сантехнических труб, искусственного камня, папье-маше, футляров и корпусов от музыкальных инструментов, примитивных строительных материалов, товаров IKEA, и.т.д., и.т.п.

Куда вставлять динамик?

Основную задачу акустического оформления можно сформулировать простым языком приблизительно так: максимально отделить колебания, излучаемые передней стороной диффузора динамика, от тех же противофазных колебаний, излучаемых задней стороной диффузора. Идеальным акустическим оформлением с точки зрения учебника считается бесконечный экран, такой невероятно огромный щит, в который установлен динамик. Понятное дело, слова «невероятно огромный» не подходят ни к нашему жилищу, ни к заработной плате, так что инженеры стали искать способ «свернуть» этот экран с минимально негативными последствиями для звука. Так получилось все многообразие вариантов, некоторые снискали себе наиболее обширную славу в интернете, их мы и рассмотрим в данной статье.

Просто динамик или корпус без корпуса

Тяжело себе представить, что есть такой вид «акустики», но, листая ленту фотографий в pinterest по теме аудио, все чаще натыкаюсь на грозди 12-ти дюймовых динамиков, которые собраны вместе без всякого оформления и явно представляют собой законченный агрегат. Наверное, замысел автора пронизан следующей логикой: любой корпус портит звук, лучше акустическое короткое замыкание, чем деревянные оковы, но чтобы был хоть какой-то «низ», надо взять динамики с максимальной площадью диффузора, на которые только хватит денег. Если это ваш путь – без комментариев.

Щит и «широкополосник»

Говорят, те, кто попробовал лампу, широкополосный динамик и открытое оформление, никогда уже не возвращаются к традиционному, транзисторно-резиновому образу жизни. Описывать свойства щита занятие не благодарное, вся необходимая информация есть в архиве, а для самых ленивых – и на youtube, где подробно объясняют, что это за зверь и с чем его едят, например:

Наибольший плюс такой конструкции – простота изготовления. Нужен лист любимого материала и лобзик. Самый главный критерий, который будет влиять на итоговое качество звука – стоимость установленной динамической головки. Неутихающую народную славу снискал себе динамик 4а32, даже такие гранды, как fostex, sonido, supravox, sica или сам visaton B200, остались далеко позади. Поговорка «размер имеет значение» –  вот лучшая математическая формула для щита (чем больше – тем лучше). Далее идут вариации щита, например щит, со свернутыми боковыми стенками, щит, у которого низкочастотный модуль сделан в виде ящика с фазоинвертором, и.т.п. Фирменная особенность звука – «воздушное» звучание с минимумом резонансов, при этом сравнительно высокое звуковое давление.

ПАС – панель акустического сопротивления

Что если попытаться скрестить щит и закрытый ящик? Получится ящик с задней стенкой, в которой сделано множество отверстий. Количество отверстий, их суммарная площадь в сочетании с объемом ящика будет определять степень демпфирования (сопротивления), уровень низких частот (чем меньше «дырок» – тем больше баса, но и больше «бубнежа»). Количество подбирается экспериментально, по вкусу.

Линейный массив излучателей, групповой излучатель (ГИ)

На самом деле, такой подвид акустики касается больше динамиков, нежели конструкции самого корпуса. Думаю, вы уже видели колонки, каждая из которых состоит из большого количества одинаковых маленьких-маленьких динамиков, ну или не очень маленьких, кому как позволяет бюджет и жилое пространство:

По электрической схеме, головки включены последовательно, то есть «плюс» предыдущего подсоединен к «минусу» последующего, возможно комбинирование последовательно-параллельного соединения. Количество динамиков, собственно, тоже ограничивается только деньгами, здравый смысл, как правило, к этому моменту уже бесследно пропадает. Не подумайте обо мне ничего плохого, я пробовал такое извращение, мне даже понравилось, если есть возможность, настоятельно рекомендую собрать себе подобную конструкцию хотя бы ради интереса. Опять же, бюджет сего безобразия не очень велик, как правило, применяются отечественные динамики в хорошем состоянии, 5гдш, 8гдш, 4гд-8е, и.т.п.

Акустическое оформление – тот же щит или закрытый ящик, желательно хитрой формы, например треугольной. Одна из проблем, с которой предстоит столкнуться – высокое суммарное сопротивление, не всякий усилитель раскроет потенциал «массива». Серийные образцы, выпускаемые фабрично, имеют более сложные решения, динамики часто собираются в хитрые модули, добавляются фильтры.

Фазоинвертор, bass reflex port, резонатор Гельмгольца, он же ящик с «трубой»

Вот он – самый популярный вариант акустического оформления. Массовым становится самое выгодное по соотношению цена\получаемый результат, наш случай не исключение для данного правила. Для тех, кто не скачал архив неизвестного аудиофила, объясняем на пальцах. В трубе фазоинвертора есть некоторый объем воздуха, который зависит от его длины, он же «связан» с воздухом, который содержится внутри колонки.  При удачной настройке длины трубы (не будем сходу погружаться в теорию) удается добиться более уверенного воспроизведения низких частот, чем просто в закрытом ящике. Если еще проще – с фазоинвертором получается глубокий бас.  Для более углубленного понимания вот ролик с уже полюбившегося нам канала:

Хоть данный вид акустики и популярен, он далеко не так прост в изготовлении, одно тянет за другое. Динамики, которые подходят для такого оформления, называются «компрессионными», чаще всего имеют резиновый подвес и полосу частот, которая требует установки высокочастотного звена, твиттера или пищалки, то есть добавляется электрический фильтр. Выбор оптимального объема корпуса, его геометрии, точная настройка длины трубы имеют большое значение и не всегда соответствуют расчетным величинам. Ситуацию облегчает наличие в сети массы проектов, где авторы уже прошли тернистый путь и предлагают поэтапные инструкции с подробным описанием что, как, из чего надо делать. Впрочем, всегда находятся энтузиасты, которых не устраивает «готовое» и хватает упорства пройти своей дорогой. Недостатки фазоинвертора – «бубнеж» и «задавленная середина». Первое решается тщательным подбором формы, диаметра, материала и длины трубы; второе – добавлением отдельного среднечастотного звена. Верный путь к трехполосной акустике.

Обратный рупор TQWP и другие лабиринты судьбы

Чего только не придумали люди, чтобы усложнить путь колебаниям, идущим от обратной стороны динамика… Пожалуй, более всех отличилась фирма B&W со своими Nautilus, хоть памятник ставь этой морской раковине-мутанту. Но это гранды, а все, что можем мы, обычные аудиофилы, так это вспомнить свои ночные кошмары и поставить внутри прямоугольного ящика дощечки с гвоздями так, чтобы этому поганому звуку мало не показалось. Если серьезно – есть такие динамики, к которым оформление типа «фазоинвертор» не подходит, а щит не дает желаемого количества баса, от вида же сабвуфера что-то сжимается в животе. Тогда на помощь приходит обратный рупор или более сложный вариант – лабиринт. Для тех, кому интересно, как это работает, желаем приятного просмотра

Кто-то может возразить: обратный рупор – это не совсем лабиринт, отчасти мы можем согласиться, но что более достоверно – он ближе к лабиринтам, чем классический рупор:

Он напоминает о старом граммофоне. Как можно догадаться из названия, обратный рупор или лабиринт – далеко не самый простой вид акустического оформления, он требует хорошего понимания теории, точного расчета или хотя бы соблюдения заводских рекомендаций. Например, крупные фирмы-производители широкополосных динамиков, как правило, приводят в документации к своим динамикам пару вариантов чертежей корпуса.

Онкен, закрытый ящик (ЗЯ), рупор, пассивный излучатель и другие

Наше повествование идет по следам народной популярности, а это довольно узкий список. Закрытый ящик почти всегда бубнит, под онкен тяжело подобрать динамик, рупор велик по размерам, сложен в изготовлении и расчете, пассивный излучатель неплохо работает, но в конструкциях любителей почему-то не прижился. Наверное, можно найти еще несколько редких видов или подвидов оформления, которые здесь не упомянули, что поделать, всего не охватишь.

Демпфирование, «набивка», «заглушка»

Корпуса готовы, что с ними делать дальше? Правильно, демпфировать. Можно разделить демпфирование на два вида:  вибропоглощение и звукопоглощение. Для вибропоглощения хорошо подходят автомобильные материалы, мастики и специальные листы с клейким слоем, предпочтительней последнее. Со  звукопоглощением наблюдается разброд и шатание, кому-то нравится войлок, кому-то шерсть, ватин, синтепон, прочее. Ответ достаточно прост – для разного эффекта, в зависимости от типа корпуса и частоты, которую хочется подавить, будет зависеть выбор материала. Заполнение звукопоглощающим материалом корпуса увеличивает его виртуальный объем, однако определить универсальную норму, на мой взгляд, невозможно.

Настройка кроссовера (разделительного фильтра)

Вы решили делать многополосную акустику. Нужен ли измерительный микрофон? Если это разовый проект, то нет, не нужен, достаточно иметь тестовую подборку треков и некоторый опыт для понимания, какое звучание можно назвать более правильным. Просто придется дольше перебирать детали пассивного фильтра, слушать и сравнивать, но в итоге результат будет именно такой, который нужен вашим ушам, помещению. Чуть легче дело обстоит с активными кроссоверами. Раньше их приходилось делать самостоятельно, травить и разводить платы, паять, очень муторный процесс, особенно если схема имеет приличную крутизну среза и регулировки, для трехполосной акустики – просто дикая штука. Благо сегодня достаточно просто зайти на ebay и выбрать вариант себе по карману, хочешь на операционниках, хочешь на DSP. Регулировать частоту, а иногда и крутизну среза (в особо редких случаях фазу), можно плавно хоть каждый день.

Финал

Иногда мне кажется, что ситуация в мире аудио напоминает легенду о Вавилонской башне. Когда-то, в далекие времена, когда нога Van Den Hul’a еще не ступала на землю, люди строили вместе один комплект домашнего стерео. Большие-большие колонки, не менее большой усилитель, а к ним тянулись толстые-толстые кабели. Увидел это некто свыше и ужаснулся – ну и дичь, хоть бы книжки почитали какие… Суровая кара постигла незадачливых аудиофилов, с тех пор они спорят до хрипоты, но так и не могут договориться, как надо делать колонки-усилители, вот каждый и делает свои, как может.

ldsound.ru


Смотрите также