А. АЛЕЙНОВ, г. Харьков, Украина

сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель 75ГДН

      Дапее на керн 1 надевают отформованный по кривизне диффузора узел вставки и надежно закрепляют его по центру керна с помощью клея и маленьких клинышков из спичек. Следует убедиться, что при колебаниях диффузора с максимальной амплитудой он не упирается в тело вставки, но зазор при этом не должен превышать 2...3 мм. Затем, намазав узкий торец керна 1 клеем, производят финишную сборку. Ввиду того, что в данном типе ЭДГ верхний край собственного керна возвышается над зазором на 7 мм, чрезмерных смещающих усилий, вызываемых полем зазора, не возникает, тем более, что процессу сборки помогает заранее наклеенное на противоположный керн направляющее кольцо.
      Сразу же после нанесения клея (его должно быть минимально необходимое количество) вновь стягивают винтами обе головки через дополнительные крепежные отверстия по меткам совмещения. Затяжку винтов производят постепенно и попарно перекрестно, не допуская перекоса. Зазор между фланцами диффузоро-держателей является для магнитной системы замыкающим и должен быть шириной 0,5...2,5 мм.
      При затяжке этот зазор выдерживают одинаковым для всех винтов, от этого зависят соблюдение плоскостности приклейки вставки-керна и качество магнито-провода. Следует убедиться, что стыковка прошла успешно и не произошло смещения, приводящего к затиранию катушек при полной амплитуде смещения диффузора. В противном случае стяжку придется немедленно разобрать (до начала по-
      лимеризации клея), устранить помеху и повторить сборку заново.
      После этого край диффузора с удаленным гофром приклеивают к гофру другой головки так, чтобы не произошел перекос, приводящий к нарушению центровки подвижной системы. При этой процедуре может возникнуть необходимость в принудительном смещении диффузоров навстречу друг другу до 4...5 мм (т. е. на 2...2,5 мм для каждого). Не стоит опасаться некоторого смещения катушек в зазоре, так как образующаяся после переделки квазидифференциальная конструкция мало чувствительна к нему. Направляющее кольцо и отрезок алюминиевой трубы на дополнительном керне играют роль ко-роткозамкнутых витков и дополнительно демпфируют электромеханическую систему.

      Заключительным этапом является снижение жесткости центрирующих шайб, для чего в них вырезают секторы так, чтобы в результате образовался симметричный "паучок" и было удалено около 40 % площади этих шайб. Это не приводит к ослаблению центрирующей функции подвеса, так как увеличившаяся база вывешивания объединенного диффузора компенсирует увеличение радиальной гибкости подвеса.
      Во избежание засорения зазоров в окна диффузородержателя внешней ЭДГ необходимо сразу вклеить панели акустического сопротивления (ПАС) из искусственного войлока, а внутреннюю головку обернуть марлей в 2 - 3 слоя. Для придания законченного внешнего вида войлок красят черным анилиновым красителем. На этом доработка ЭДГ заканчивается.
      Если у радиолюбителя возникнет желание применить ЭМОС с пьезодатчиком, то его можно установить позднее на внешней стороне диффузора внутренней ЭДГ, это защитит его от воздействия шума.
      В результате переделки получен симметричный электродинамический излучатель, который практически не изменяет своей индуктивности даже при большом смещении звуковых катушек. Конструктивным путем у него подавлены четные гармоники, снижена резонансная частота. Отдача громкоговорителя значительно повысилась за счет частичного объединения магнитных систем. Возрос и КПД. Добротность головки, напротив, снижена и соответственно увеличено затухание в результате исключения подвижного объема воздуха из "междиффузорной" области и замены его неподвижным поглотителем в виде вставки из звукопоглощающего материала.
      Полученный после переделки головок квазидифференциальный излучатель обеспечивает хорошее качество звуковоспроизведения низших частот с обычным УМЗЧ, однако наиболее полно его преимущества слышны при эксплуатации совместно с УМЗЧ, имеющим высокое выходное сопротивление.
      Низкочастотный громкоговоритель с таким двухкатушечным излучателем надо подключать к отдельному УМЗЧ для низших частот. Его звуковые катушки соединяют синфазно параллельно и подключают к усилителю без фильтра.
      Звучание описываемого сабвуфера можно охарактеризовать как мягкое и мощное, с глубокими "теплыми" басами, широким диапазоном.

сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель

АКУСТИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ

ДИНАМИЧЕСКОЙ ГОЛОВКИ

сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель 75ГДН

      Повышение качества звучания современных акустических систем достигается главным образом за счет применения новых материалов и технологий.
      Конструкторы зарубежных фирм "Jamo" и "Paradigm" разрабатывают АС, состоящие отдельно из низкочастотного звена (сабвуфера) и двух высокочастотных громкоговорителей. Сабвуферы представляют собой корпус с расположенной в нем и делящей его на 2 объема акустической панелью с установленной на ней динамической НЧ-головкой. Эта головка передней поверхностью диффузора работает на один замкнутый объем корпуса, а задней - на второй, с фазоинвертором, настроенным на определенную частоту. Конструкции с двумя фазоинверторами, настроенными на разную частоту, называют системами с двойной настройкой.
      Некоторые сабвуферы состоят из двух НЧ-головок на основе принципа "Push-Pull", установленных друг против друга и находящихся в акустической связи.
      В отдельных конструкциях используются НЧ-головки с двумя звуковыми катушками. Это позволяет подключать АС к двум каналам стереофонического усилителя НЧ.

Статья взята с сайта pavel.artmech.com
Автор статьи: Новик П.Е.

    Решение снимать параметры своего динамика было принято после недельной возни с программами расчета саба (несмотря на жуткую лень делать это), в которых выяснилось, что эти параметры сильно влияют на размеры ящика и на АЧХ соответственно. Для того, чтобы понять, какие параметры нужны и с чем их едят, а также каким макаром их заполучить не имея под рукой толковых измерительных приборов и пойдет речь в этой главе. Писать буду кратко, кто хочет - может почитать более детально в прилагаемой литературе, из которой был собран материал.

  Далее нужно собрать следующую схему:

        Может показаться странным, но динамик в основном характеризуют три параметра, предложенный Тиллем и Смоллом:

Fs - частота резонанса в открытом пространстве;

Qts - полная добротность динамика;

Vas - эквивалентный объем.

      Fs - это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется - динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик - массы подвижной системы и жесткости подвески.
      Qts  - отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts -характеризует эффективность динамика на резонансной частоте.
      Vas - объем воздуха, который обладает гибкостью (величина обратная упругости) такой же, как и подвижная система динамика.

      При размещении динамика в закрытом ящике (ЗЯ) гибкость воздуха внутри ящика добавляется к гибкости подвижной системы динамика и его резонансная частота изменяется. Существует следующая закономерность, при помещении динамика в ящик объемом Vas его резонансная частота Fs и добротность Qts возрастают в 1,4 раза.Измерить эти параметры при первый взгляде на конструкцию довольно геморойно, но проделав это один раз - все сомнения пропадают - всё оказывается достаточно просто.

        Для начала надо подготовиться:

скачать прогу генератора сигналов для звуковой карты Marchand Function Generator

можете еще слить Oscilloscope 2.51 - осциллограф к звуковой плате. Подключив выход на вход - можно посмотреть чего генератор вытворяет :)

скачать мой файл расчёта в Excel

найти резистор на 1Ком

взять стерео, как минимум, усилитель мощности, ибо надо усилить сначала сам сигнал, а потом измеряемый сигнал

взять вольтметр цифровой желательно, шоб не пересчитывать и не перещёлкивать диапазоны. Я взял цифровой и стрелочный, и сравнил результаты для проверки.

         ЗЯ я сразу отмёл - зачем мне колонка с низким КПД? Динамик и так не самый мощный - номинал 50Вт, максимальная 75Вт. К тому же внутри колонки нехилое давление создается, что требует особой герметичности. И параметр Fs/Qts не подходит для моего динамика. Правда, ЗЯ это и самый маленький ящик из всех - что может оказаться иногда важным.
         ФИ я не захотел делать по трем причинам :1) надо супер ровную дырку делать и потом чем-то её закрывать, иначе мой ребенок сразу приговорит динамик 2) надо ставить фильтр для обрезания частот свыше 200Гц, иначе 75ГДН дальше звучит совсем не cool. 3) нормальный спад на низах получался при диких размерах ящика 120-150л(еще один шкаф в квартире), меня бы жена выперла вместе с этим сабвуфером  :) НО! Fs/Qts=74, т.е. динамик наиболее подходит для ФИ, а низы классные дает при этом, только вот РАЗМЕР 8(. Тут надо учесть, что для одиночных бандпассов подходят практически те же динамики, что и для фазоинверторов.
         Бандпасс мне подошел и понравился больше всего. Фильтр делать не надо - сам корпус фильтрует. Динамик внутри спрятан - не проткнешь. И расчеты в программах показали наилучшие результаты при уместном размере...

Расчет и проектирование ящика.

      Расчеты показали у Бандпасса относительно неплохие размеры и неплохой спад на низах, однако всё равно спад сильно зависел от объема и пришлось идти на компромисс, немного уменьшив ящик до 65л. Расчеты я провел сразу в трех программах, дабы проверить верность того, что я соорудил. Результаты практически сошлись. Я использовал WinISD 0.44, WinISD Pro Aplha и JBL SpeakerShop или BassBox (найдите 10 отличий называется). Понравилась мне больше всего первая прога, вторая была жутко глючной (на то она и Alpha), но в некоторых отношениях полезной, третья - просто подтвердила мои расчеты (у неё очень неудобный интерфейс - плохо менять параметры на лету, подбирая значения для размера камер и фазоинверторов, а после каждой загрузки нужно в метрическую систему переключаться). Итак чего получилось - смотрим графики (взять файлы проектов можно будет далее):

      Провал в середине не убирался ну никак - такой вот динамик :). На увеличение объема я идти не хотел, мне надо было вписаться в комнату, ящик кстати немаленький всё равно. Но я думаю, таким провалом можно пренебречь - ведь провал в 3Дб очень небольшой (просто график растянут по высоте), а если учесть неравномерность АЧХ самого динамика в 10Дб, то про это просто можно забыть. К тому же, это все равно идеализированная АЧХ, в жизни всё куда сложнее и запутанней :) Провал можно сделать меньше, если сузить частоту, но мне хотелось дотянуть АЧХ до 200Гц, что не совсем удалось, но в 150Гц уж точно попал :). Тут же замечу - середина всё равно слышна в сабе через толстую дырку, так что активный фильтр не помешает, что я потом и исполнил в усилке.
      Расчет фазоинверторов сводится к заданию внутреннего диаметра трубы в метрах и проверке значения "Vent mach" на зеленый цвет, когда становиться красным - плохо - слишком большой поток воздуха, т.е это уже не сабвуфер, а музыкальный инструмент типа "труба". Тут же надо смотреть на длину фазоинвертора, чтобы она вообще вместилась в ящик, а желательно ваще до середины . Я долго не мог списаться в размер, ибо увеличивая диаметр, для нормального потока воздуха, длинна фаза сразу становилась немерянной. Длинна зависит от диаметра и частоты, на которую настроен фаз - поэтому играться можно еще и частотой. При этои будет меняться АЧХ, учтите это.

      Сначала, был изготовлен сабвуфер с одинаковыми трубами, благо в верхнем, как раз программа показывает меньшее сопротивление воздуха, но после сборки усилка на 100Вт и прослушке выяснилось - после ~50Вт начинался эффект выхлопа воздуха (хлопки) как раз в верхнем отделении (самое маленькое однако). Пришлось всё разбирать и выпиливать большую дырку под тооолстую трубу 105мм внутри, чем я впритык почти вписался в  высоту камеры - осталось 2см. Если учесть, что туда надо впереть еще звукопоглотитель - это очень малый запас. Трубы я пользовал канализационные пластмассовые. Тут замечу, что 70мм трубы есть, но их не так валом как 50мм и 105мм. С увеличением верхнего фаза, сразу стал лучше работать нижний. 50мм очень не рекомендую ставить - для такой дуры это очень мало. Итог такой - для саба размеры элементов самое важное

    Ну что, объемы определены, настало время рассчитать коробку и конструкцию. Поскольку я занимаюсь по долгу своей работы 3D моделированием, я так и сделал - взял программу SolidWorks и создал там 3D модель. Если вы заметили  - в дизайне сайта тоже задействована 3D графика :) Программа сама рассчитала мне объем. Точно сделать это  самому сложно, поскольку все соединительные бруски в конструкции съедают приличный объем, а конструкцию приходилось выдумывать и менять на ходу. Еще одной проблемой был материал и его толщина, а программа сразу позволяла увидеть размеры каждого элемента, учитывая, как раз, толщину листа и стыковку друг с другом, т.е. я автоматически получал размеры каждого элемента.
      Отдельно о материале. Ну про МДФ я даже задумываться не стал, хотя конечно лучший вариант. Задача стояла найти ДСП 20-22мми, но она оказалась практически невыполнимой. Самый распространенный ДСП 16мм или 18мм ламинированный польский. 16мм мало, а ламинированный с двух сторон, наверное, плохо для звука,  к тому же получается дорого. Потом я понял, как правильно сделал, не купив ламинированный ДСП. Да и 18мм обычный найти не удавалось около 1,5 недель. Те что были в магазинах - невозможно допереть домой, ибо лист сильно большой. Я уже обзвонил все конторы и прошелся по всем рынкам. Нервы начинали сдавать - я уже почти пожалел, что связался с сабом, ибо всё, кроме материала ящика, было уже куплено. Начал обдумывать как бы склеить 16мм ДСП и 4мм фанеру, но клеить упорно не хотелось - для этого надо специальный клей и нехилый пресс. И тут позвонил друг, попросил помочь привезти ему домой цемент. Так вот, пока мы бегали искали цемент и его хозяев по всей промзоне, мы  случайно наткнулись на контору по продаже и распилке того самого пресловутого ламинированного польского ДСП. В качестве прокладок в стеллажах, у них лежали 22мм листы ДСП. Но хозяина не было и пришлось ждать... Поискав опять хозяев цемента и не найдя их :) Мы опять вернулись к ДСП. Хозяин 22мм не отдал, мотивируя тем, что трудно вытаскивать, да и типа они уже прогнулись (короче вытаскивать было лень)  и предложил мне 28мм. Это круто подумал я, и отказался, глядя на эти толстенные листы.  И тут он предложил мне 18мм, простое шлифованное ДСП - оказывается оно используется как транспортные листы для ламинированного (сверху и с низу). Так вот, всё добро, вместе с распилкой на импортном станке, мне обошлось в 5$ (распил 0,3$/м). Так сам в жизни не выпилишь - ровненько, точно по размерам. Делайте выводы...

Да, о чём это я? Ах да - о ящике. Смотрим что получилось:

      Как вы догадались это 3D модель. Длинна фазоинверторов видна на скриншотах программы выше и составляет 19см верхнего и 25см нижнего, внутренние диаметры соответственно 105мм и 70 мм. В задней стенке дырка под панельку разъемов. В качестве ножек были изготовлены на заводе шипы из стали и закалены. Размер я выбирал на свой вкус. В найденных статьях народ делал шипы раза в 2 больше, а я не хотел сильно высоко ставить саб, чтобы шипы не были видны, ведь конструкция и так не низкая. Шипов надо 4, на 3 подставках я опробовал - жутко неустойчивая конструкция. Это в колонках можно обойтись тремя, поскольку они не глубокие и центр тяжести у них спереди. По высоте шипы ровнял шайбой, она понадобилась только одна, затем проверял на заведомо ровной поверхности (задней стенке).

      Далее рассмотрим этапы сборки конструкции... Сборка ящика.

      Вырез дырок в ДСП я опущу, будем считать, что они вырезаны. Я всё вырезал электролобзиком. Без него труба было б мне наверное. Брус им тоже классно обрезать, одно плохо - жужжит он неимоверно.

Этап 1

      Сборка средней и нижней полок. Предварительно я закруглил верхние внутренние края бруса. Брус 20х30мм крепиться шурупами длинной 45мм. Под шурупы я везде высверливал отверстия предварительно. Вся сборка деревянных узлов ставилась на ПВА ЭКСТРА - это более густой ПВА, для более крепкого склеивания. Все углы промазывались силиконовым герметиком для дерева - он более твердый чем обычный для стекол и т.д. Но я думаю, можно и любым.

      Прикручиваем боковые стенки к брускам с внутренней стороны шурупами 35мм. Среднюю полку надо достаточно ровно вымерять. Клей не забудьте. К боковым стенкам крепим спереди брус. Получается брус, спереди, по всему периметру большой камеры.

      Приклеиваем фазоинверторы к передней стенке. Я вклеивал их жидким металлом - такая твердая многокомпонентная фигня, по запаху как эпоксидка. Она разминается руками, получается как пластилин - мягкая и жутко липнущая. Твердеет почти моментально как только остывает, а если не остывает все равно твердеет минут через 5-10, поэтому с рук я неё снимал потом пемзой вместе с кожей :) Я делал по всему радиусу утолщение у основания, для надежного крепления - торчат они всё же далеко. К тому же, идеально точно вырезать такое отверстие электролобзиком у меня лично не вышло, и эти неравномерности как раз чудно заделались жидким металлом.

      Фазоинверторы я обмотал оконным бумажным скотчем в слоев 5-7, очень плотно все приглаживая. Затем оклеил их линолеумом с утеплителем. Толщина фазов получилась мм эдак 7.

      Прикручиваем переднюю стенку к брускам с внутренней стороны шурупами 35мм.

      В верхней части прикручиваем её на уголки, для большей жесткости конструкции. Я использовал пластмассовые мебельные с крышечкой.

сабвуфер своими руками низкочастотные колонки акустические системы громкоговоритель низких частот НЧ излучатель

Этап 5

      Устанавливаем динамик на герметик, крепим болтами (не помню размер). Промазываем хорошенько по кругу - на фотографии видно белый герметик. Подпаиваем провода. В заднюю стенку я прикрепил колодку с разъемами.

Этап 6

      Теперь все это надо оклеить звукопоглотителем. Вариантов материала много. Я использовал вспененный линолеум с утеплителем, а затем, под конец, толстый синтепон ~2,5-4см, который, кроме оклейки, ещё и распушил в большой камере. К верхней и задней стенке линолеум тоже надо приклеить. Можно оклеить в несколько слоев. Хорошая штука толстый ватин, но его достать я не смог.

Этап 7

      Ставим верхнюю крышку и заднюю на герметик, без клея - потом ещё их возможно снимать придется. Прикручивал я их мебельными стяжками под внутренний шестигранник - отличная штуковина, крепит весьма прочно, главное не сорвать, если закручиваете дрелью, как я. Крепил в торец, тут надо быть аккуратным с ДСП - оно может и расслаиваться. Для стяжек сначала сверлиться одна длинная дырка, а потом в прикручиваемой отверстие увеличивается бОльшим сверлом. Две стяжки наверху спереди в переднюю стенку, остальные сверху верней крышки, а заднюю просто по всему периметру и в центре. Как притягивается видно по выступившему герметику, а притягивается хорошо.

      В дальнейшем я оклеил линолеумом и бруски тоже. Это была, так сказать, первая пробная сборка, дабы послушать - зазвучит или нет. Зазвучал. Но у меня пока был только усилитель на 25Вт, на нём было пока нормально.... Тут я всё это дело бросил и стал собирать усилок на 100Вт, надо же было проверить конструкцию на максимум возможного. И не зря я опасался более мощного усилителя - тут то и выяснилось, что на максимуме верхний фаз хлюпает, а вот корпус был герметичен с первого раза - недаром я добротно промазал все швы и углы герметиком. Пришлось разбирать всю конструкцию, выпиливать бОльшую дырку и ставить более толстую трубу. Тут я уже и всё "утеплил" синтепоном окончательно. Внутри стало как в сугробе мягко, бело и тепло.
      Ну что сказать, зазвучал он достаточно неплохо - ровный мягкий бас. На максимальной громкости усилка начинает динамик  уже переклинивать, но надо учесть что его номинал 50Вт. Для квартиры выше крыши хватает, тем более, что его не должно быть слышно в музыке, просто когда его подрубаешь - как объема музыке добавляется и такого солидного низкого звучания. Короче - добрая работа...

      Всю конструкцию я планирую оклеить пленкой под дерево. Но для начала надо зашпаклевать и ошкурить края - как точно мне не отрезали на станке, как я не старался аккуратно все собрать - всё равно суммарная погрешность в 0,5-1мм таки присутствует. Вот почему всё равно плох ламинированный ДСП, ведь у него надо сразу на торец клеить ленту - короче, будет криво.

      А о целесообразности строительства самому, можно и поспорить, глядя на затраты......