Subwoofer activ pentru acasă DIY. Cum să faceți un subwoofer mai puternic: informații utile Îmbunătățirea unui subwoofer

Totul a început cu faptul că acum un an și jumătate mi-am cumpărat o boxă de joasă frecvență de 12 inci cu scopul de a asambla un subwoofer auto. Dar nu am avut suficient timp și vorbitorul a ajuns în apartamentul meu. Și acum, un an și jumătate mai târziu, am decis în sfârșit să asamblez, nu o mașină, ci un subwoofer de acasă activ. În acest articol voi descrie instrucțiuni pas cu pas pentru calcularea și asamblarea subwooferelor de acest tip.

1. Calculul și proiectarea carcasei subwooferului (cutie)

Pentru a calcula carcasa subwooferului vom avea nevoie de:

Thiel-Parametri mici pentru difuzor,
Program pentru calculul proiectelor acustice

1.1.Măsurarea parametrilor Thiel-Small pentru un difuzor

De obicei, acești parametri sunt indicați de producător în fișa tehnică a difuzorului sau pe site-ul lor web. Dar acum majoritatea difuzoarelor vândute pe piețe (inclusiv difuzorul meu) nu au acești parametri specificați sau nu corespund acestora (în ciuda numeroaselor încercări, nu am reușit niciodată să-mi găsesc difuzorul pe Internet, iar parametrii lui Thiel-Small au deja nu se punea întrebare). Prin urmare, va trebui să măsurăm totul singuri.

Pentru asta avem nevoie de:

Un computer sau laptop cu o placă de sunet BUNĂ (adică răspuns liniar în frecvență),
Un generator de semnal audio software care folosește ieșirea pentru căști a plăcii de sunet (personal îmi place programul.
Voltmetru AC cu capacitatea de a măsura o tensiune de ordinul a 0,1 mV,
Cutie cu bass reflex,
Rezistor 150-220 Ohm,
Conectori, fire, etc……..

1.1.1. Mai întâi, să verificăm liniaritatea răspunsului în frecvență al plăcii de sunet. Există un număr mare de programe care măsoară automat răspunsul în frecvență în intervalul 20-20000 Hz (atunci când ieșirea căștilor este conectată la intrarea microfonului plăcii de sunet). Dar aici voi descrie o metodă manuală de măsurare a răspunsului în frecvență în intervalul 10-500 Hz (doar acest interval este important pentru măsurarea parametrilor Til Small ai unui emițător de joasă frecvență). Dacă nu aveți la îndemână un voltmetru AC cu capacitatea de a măsura o tensiune de aproximativ 0,1 mV, nu vă faceți griji, puteți utiliza un multimetru obișnuit ieftin (Tester). De obicei, astfel de multimetre măsoară tensiunea AC cu o precizie de 0,1 V și tensiunea DC cu o precizie de 0,1 mV. Pentru a măsura o tensiune alternativă de ordinul mai multor mV, trebuie doar să plasați o punte de diode în fața intrării multimetrului și să măsurați o tensiune constantă în intervalul de până la 200 mV în modul voltmetru.

Mai întâi, conectați voltmetrul la ieșirea pentru căști (fie la canalul din dreapta, fie la canalul stâng).

Dezactivați toate efectele sonore și egalizatoarele, deschideți proprietățile difuzorului și setați nivelul volumului la 100%.

Deschideți programul, faceți clic pe „Opțiuni”, selectați „Frecvență” în „Interval de ton” și setați pasul la 1 Hz.

Închideți „Opțiuni”, setați nivelul volumului la 100%, setați frecvența inițială la 10 Hz și apăsați „Play”. Folosind butonul „+”, începem să creștem fără probleme, în pași de 1 Hz, frecvența generatorului la 500 Hz.

În același timp, ne uităm la valoarea tensiunii de pe voltmetru. Dacă diferența maximă de amplitudine este de 2 dB (1,259 ori), atunci o astfel de placă de sunet este potrivită pentru măsurarea parametrilor difuzorului. Pentru mine, de exemplu, valoarea maximă a fost 624 mV, iar cea minimă a fost 568 mV, 624/568 = 1,09859 (0,4 dB), ceea ce este destul de acceptabil.

1.1.2. Să trecem la parametrii mult așteptați Thiel-Small. Parametrii minimi prin care puteți calcula și proiecta un design acustic (în acest caz, un subwoofer) sunt:

Frecvența de rezonanță (Fs),
Factorul de calitate electromecanic total (Qts),
Volumul echivalent (Vas).

Pentru un calcul mai profesionist, veți avea nevoie de și mai mulți parametri, precum factorul de calitate mecanic (Qms), factorul de calitate electric (Qes), sensibilitatea (SPL) etc.

1.1.2.1. Determinarea frecvenței de rezonanță (Fs) a unui difuzor.

Să punem cap la cap această diagramă.

Difuzorul trebuie să fie în spațiu liber cât mai departe de pereți, podea și tavan (eu l-am atârnat de un candelabru). Deschideți din nou programul NCH Tone Generator, setați volumul așa cum este descris mai sus, setați frecvența inițială la 10 Hz și începeți să creșteți fără probleme frecvența în pași de 1 Hz. În acest caz, ne uităm din nou la valoarea voltmetrului, care va crește mai întâi, va ajunge la punctul maxim (Umax) la frecvența de rezonanță naturală (Fs) și începe să scadă până la punctul minim (Umin). Odată cu o creștere suplimentară a frecvenței, tensiunea va crește treptat. Graficul tensiunii (rezistența activă a difuzorului) în funcție de frecvența semnalului arată astfel.

Frecvența la care valoarea voltmetrului este maximă este frecvența de rezonanță aproximativă (în pași de 1 Hz). Pentru a determina frecvența de rezonanță exactă, trebuie să modificați frecvența în regiunea frecvenței de rezonanță aproximativă în pași de nu 1 Hz, ci 0,05 Hz (precizie 0,05 Hz). Notăm frecvența de rezonanță (Fs), valoarea minimă a voltmetrului (Umin), valoarea voltmetrului la frecvența de rezonanță (Umax) (mai târziu vor fi utile pentru calcularea următorilor parametri).

1.1.2.2. Determinarea factorului total de calitate electromecanic (Qts) al unui difuzor.
Găsim UF1,F2 folosind următoarea formulă.

Schimbând frecvența, obținem valorile voltmetrului corespunzătoare tensiunii UF1, F2. Vor fi două frecvențe. Unul este mai mic decât frecvența de rezonanță (F1), celălalt este mai mare (F2).

Puteți verifica corectitudinea calculelor folosind această formulă.

Dacă diferența dintre Fs și Fs nu depășește 1 Hz, atunci puteți continua măsurătorile în siguranță. Dacă nu, atunci trebuie să faceți totul din nou. Găsim factorul de calitate mecanic (Qms) folosind această formulă.

Factorul de calitate electrică (Qes) este găsit folosind această formulă.

În cele din urmă, determinăm factorul de calitate electromecanic total (Qts) folosind această formulă.

1.1.2.3. Determinarea volumului echivalent (Vas) al unui difuzor.

Pentru a determina volumul exact echivalent, vom avea nevoie de o cutie bass reflex prefabricată, durabilă, sigilată, cu un orificiu pentru difuzorul nostru.

Volumul cutiei depinde de diametrul difuzorului și este selectat conform acestui tabel.

Fixăm difuzorul la cutie și îl conectăm la circuitul descris mai sus (Fig. 9). Din nou, deschideți programul NCH Tone Generator, setați frecvența inițială la 10Hz și folosind butonul „+”, începem să creștem fără probleme, în pași de 1Hz, frecvența generatorului la 500Hz. În același timp, ne uităm la valoarea voltmetrului, care va începe din nou să crească la frecvența FL, apoi va scădea, atingând un punct minim la frecvența de reglare bass reflex (Fb), crește din nou și ajunge la punctul maxim la frecvență. FH, apoi scade și crește încet din nou. Graficul tensiunii față de frecvența semnalului are forma unei cămile bactriane.

Și, în final, găsim volumul echivalent (Vas) folosind această formulă (unde Vb este volumul casetei cu bass reflex).

Repetăm toate măsurătorile de 3-5 ori și luăm media aritmetică a tuturor parametrilor. De exemplu, dacă am primit valorile Fs, respectiv 30.45Hz 30.75Hz 30.55Hz 30.6Hz 30.8Hz, atunci luăm (30.45+30.75+30.55+30.6+30.8)/5= 30.63Hz

Ca rezultat al tuturor măsurătorilor mele, am primit următorii parametri pentru difuzorul meu:

Fs=30,75 Hz
Qts=0,365
Vas=112,9≈113 l

1.2.Modelarea și calculul corpului subwooferului (cutie) folosind programul JBL Speakershop.

Există mai multe opțiuni pentru design-uri acustice, dintre care următoarele opțiuni sunt cele mai comune.

Cutie ventilată cu bass reflex,
Band-pass ordinul 4, 6 și 8,
Radiator pasiv - cutie cu un radiator pasiv,
Cutie închisă - cutie închisă.

Tipul de design acustic este selectat pe baza parametrilor Thiel-Small ai difuzorului. Dacă Fs/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, apoi exclusiv în cutie Vented sau Band-pass sau Cutie închisă. Daca 50

Mai întâi, descărcați și instalați programul. Acest program este scris pentru Windows XP și nu funcționează în Windows 7. Pentru ca programul să funcționeze în Windows 7, trebuie să descărcați și să instalați mașina virtuală Windows Virtual PC-XP Mode (o puteți descărca de pe site-ul oficial Microsoft) și rulați instalarea JBL Speakershop prin intermediul acestuia. De asemenea, trebuie să deschideți JBL Speakershop printr-o mașină virtuală. După deschiderea programului vedem această interfață.

Faceți clic pe „Difuzor” și selectați „Parametri--minimum”, în fereastra deschisă scriem, respectiv, valoarea frecvenței de rezonanță (Fs), valoarea volumului echivalent (Vas), valoarea factorului de calitate electromecanic total (Qts) și faceți clic pe „Accept”.

În acest caz, programul va oferi două opțiuni optime (cu cel mai uniform răspuns în frecvență), una într-un design închis (Closed box), cealaltă într-o Vented box (cutie cu bass reflex). Faceți clic pe „plot” (atât în zona cutiei ventilate, cât și în zona casetei închise) și priviți graficul răspunsului în frecvență. Alegem designul al cărui răspuns în frecvență se potrivește cel mai mult cerințelor noastre.

În cazul meu, aceasta este o cutie Vented, deoarece la frecvențe joase (20-50Hz) caseta închisă are o declinare a amplitudinii mult mai mare decât cutia Vented (Figura de mai sus).

Daca ti se potriveste volumul optim al cutiei, atunci poti construi o cutie cu acel volum si sa te bucuri de sunetul subwooferului. Dacă nu (dacă volumele sunt prea mari), atunci trebuie să vă setați volumul (cu cât mai aproape de volumul optim, cu atât mai bine) și să calculați frecvența optimă de reglare a reflexului de bas.

Pentru a face acest lucru, în zona Caseta ventilată, faceți clic pe „Personalizat”, în fereastra care se deschide, scrieți volumul casetei, faceți clic pe „Optimum Fb” (în acest caz, programul va calcula frecvența optimă de reglare bass reflex, la care răspunsul în frecvență al designului acustic va fi cel mai liniar) și apoi „Accept”.

Faceți clic pe „Box” și selectați „Vent...”, în fereastra care se deschide, în zona „Custom”, scrieți diametrul țevii (Dv), pe care îl vom folosi ca bass reflex. Dacă folosim două reflexe de bas, atunci punem un punct pe „Zona” și scriem suprafața totală a secțiunii transversale a conductelor.

Faceți clic pe „Accept” și în zona „Custom” de pe linia Lv va apărea lungimea conductei bass reflex. Acum că știm volumul intern al cutiei, diametrul și lungimea conductei bass reflex, putem trece în siguranță la proiectarea designului acustic, dar dacă doriți cu adevărat să cunoașteți raportul optim de aspect al cutiei, puteți face clic pe „Cutie” și selectați „Dimensiuni...”.

1.3.Designul carcasei subwooferului (cutie)

Pentru a obține un sunet de înaltă calitate, este necesar nu numai să calculați corect, ci și să fabricați cu atenție carcasa de design acustic. După ce ați determinat volumul intern al cutiei, lungimea și diametrul conductei bass reflex, puteți trece în siguranță la fabricarea carcasei subwooferului. Materialul cutiei trebuie să fie suficient de puternic și rigid. Cel mai potrivit material pentru dulapurile acustice de mare putere este MDF de douăzeci de milimetri. Pereții cutiei sunt atașați unul de celălalt cu șuruburi autofiletante, iar golurile dintre ei sunt unse cu material de etanșare sau silicon. După realizarea cutiei, se fac găuri pentru mânere și începe finisarea suprafeței exterioare. Toate denivelările vor fi netezite folosind chit sau rășină epoxidice (adaug puțin lipici PVA în chit, care previne apariția fisurilor în timp și reduce nivelul vibrațiilor). După ce chitul s-a uscat, suprafețele trebuie șlefuite până se obțin pereți perfect netezi. Cutia finită poate fi fie vopsită, fie acoperită cu folie decorativă autoadezivă, fie pur și simplu lipită cu țesătură groasă. Din interior se lipește de pereții cutiei un material fonoabsorbant format din vată și tifon (în cazul meu am lipit vată). Ca bass reflex, poți folosi o țeavă de canalizare din plastic sau o tijă de hârtie din diferite role, precum și un bass reflex gata făcut, care poate fi cumpărat de la aproape orice magazin de muzică.

Carcasa subwooferului activ este formată din două compartimente. Primul compartiment găzduiește difuzorul propriu-zis, iar al doilea conține întreaga componentă electrică (condiționator de semnal, amplificator, alimentare......). În cazul meu, am plasat unitatea de adunare și unitatea de filtru într-un compartiment separat de unitatea de amplificator de putere, sursa de alimentare și unitatea de răcire. Din interior, am lipit folie de pereții blocului de adăugare și ai compartimentului blocului de filtrare, pe care le-am conectat la masă (GND). Folia previne expunerea la câmpuri externe și reduce nivelul de zgomot.

Dacă folosiți plăcile mele de circuite imprimate, aceste compartimente ar trebui să aibă următoarele dimensiuni.

2. Partea electrică a subwoofer-ului activ

Să trecem la partea electrică a subwoofer-ului activ. Schema generală și principiul de funcționare a dispozitivului este reprezentată de această diagramă.

Dispozitivul este format din patru blocuri asamblate pe plăci de circuite imprimate separate.

Bloc de sumatori (Sumatoare),
Bloc de filtru (driver pentru subwoofer),
bloc amplificator de putere,
Sursă de alimentare și unitate de răcire (distractie radiator).

Mai întâi, semnalul audio intră în blocul Summators, unde sunt însumate semnalele de la canalele din dreapta și din stânga. Apoi trece la blocul de filtru (driver Subwoofer), unde se formează semnalul subwooferului, care include un control al volumului, filtru subsonic (filtru trece jos infra), amplificator de bas (creșterea volumului la o anumită frecvență) și Crossover (scăzut). -filtru trece). După formare, semnalul intră în blocul amplificatorului de putere și apoi în difuzor.
Să discutăm aceste blocuri separat.

2.1 Bloc de sumatori (Sumatoare)

2.1.1.Schema

Mai întâi, să ne uităm la circuitul sumator prezentat în figura de mai jos.

Semnalul sonor de la dispozitivele externe (computer, CD player........) intră în blocul de adunare, care are 6 intrări stereo. 5 dintre ele sunt intrări liniare obișnuite, care diferă unele de altele doar prin tipul de conector. Iar a șasea este o intrare de înaltă tensiune la care puteți conecta ieșirea difuzoarelor (de exemplu, un radio stereo sau auto care nu are o ieșire de linie). Fiecare intrare are un combinator de amplificator operațional separat care polarizează semnalele canalelor din dreapta și din stânga, ceea ce împiedică semnalul audio de la un dispozitiv extern să intre în altul, făcând posibilă conectarea simultană a mai multor dispozitive externe la subwoofer. Există și ieșiri (5 ieșiri, a 6-a pur și simplu nu a încadrat pe placă, așa că nu am instalat-o), care fac posibilă furnizarea aceluiași semnal care intră în subwoofer la intrarea unui sistem stereo de bandă largă . Acest lucru este foarte convenabil atunci când sursa de sunet are o singură ieșire.

2.1.2.Componente

TL074 (5 buc.) au fost folosite ca amplificatoare operaționale. Rezistoarele sunt evaluate pentru o putere de 0,25 W sau mai mare (evaluările de rezistență sunt prezentate în diagramă). Toți condensatorii electrolitici au o tensiune nominală de 25 volți sau mai mare (capacitatea nominală este prezentată în diagramă). Ca condensatoare nepolare, puteți folosi condensatoare ceramice sau cu film (de preferință film), dar dacă doriți cu adevărat, puteți utiliza condensatoare audio speciale (condensatori concepute pentru a fi utilizate în sisteme audio de înaltă calitate). Choke-urile din circuitul de alimentare al amplificatoarelor operaționale sunt concepute pentru a suprima „zgomotul” provenit de la sursa de alimentare. Bobinele L1-L4 conțin 20 de spire înfăşurate cu sârmă de cupru cu diametrul de 0,7 mm pe o tijă de stilou cu gel (3 mm). Se mai folosesc conectori RCA, mufă audio de 3,5 mm, mufă audio de 6,35 mm, XLR, WP-8.

2.1.3.PCB

Placa de circuit imprimat este realizată folosind . După lipirea pieselor, placa de circuit imprimat trebuie acoperită pentru a evita oxidarea cuprului.

2.1.4 Fotografie blocului de adăugare terminat

Unitatea de adunare este alimentată de la o sursă de alimentare bipolară cu o tensiune de ±12V. Impedanța de intrare este de 33 kOhm.

2.2.Bloc de filtru (driver pentru subwoofer)

2.2.1.Schema

Luați în considerare circuitul driverului subwooferului prezentat în figura de mai jos.

Semnalul însumat de la blocul sumator intră în blocul de filtru, care constă din următoarele părți:

regulator de volum,
filtru de infrafrecvență joasă (filtru subsonic),
Amplificator de bas de o anumită frecvență (amplificator de bas),
Filtru trece jos (crossover).

Controlul volumului are loc la două niveluri. Primul este atunci când semnalul intră în blocul de filtru, ceea ce reduce nivelul propriului „zgomot” al blocului de adunare, al doilea este atunci când semnalul iese din blocul de filtrare, ceea ce reduce nivelul propriului „zgomot” al blocului de filtrare. Volumul este reglat folosind rezistența variabilă VR3. După primul nivel de control al volumului, semnalul intră în așa-numitul „amplificator de bas”, care este un dispozitiv care crește amplitudinea semnalelor de o anumită frecvență. Adică, dacă frecvența de reglare a amplificatorului de bas este setată, de exemplu, la 44 Hz, iar nivelul câștigului este de 14 dB, atunci răspunsul în frecvență arată astfel ( Rândul 1).

Rândul 2- frecvența de reglare=44Hz, nivelul câștig=9dB,
Rândul 3- frecvența de reglare=44Hz, nivelul câștig=2dB,
Rândul4- frecvența de reglare=33Hz, nivelul câștig=3dB,
Rândul 5- frecvența de acord=61Hz, nivelul câștig=6dB.

Frecvența de reglare a amplificatorului de bas este setată folosind rezistența variabilă VR5 (în intervalul 25...125Hz), iar nivelul câștigului cu rezistența VR4 (în intervalul 0...+14dB). După amplificatorul de bas, semnalul intră în filtrul subsonic, care este un filtru care oprește semnalele nedorite, ultra-scăzute, care nu mai sunt audibile de oameni, dar pot supraîncărca foarte mult amplificatorul, reducând astfel puterea reală de ieșire a sistemului. Frecvența de tăiere a filtrului este ajustată folosind rezistența variabilă VR2 în intervalul 10...80Hz. Dacă, de exemplu, frecvența de tăiere este inserată la 25 Hz, atunci răspunsul în frecvență are următoarea formă.

După filtrul infra-low-pass, semnalul intră în filtrul low-pass (crossover), care taie frecvențele superioare (mid + high) care nu sunt necesare pentru subwoofer. Frecvența de tăiere este ajustată folosind un rezistor variabil VR1 în intervalul 30...250Hz. Panta de atenuare este de 12 dB/octavă. Răspunsul în frecvență arată astfel (la o frecvență de tăiere de 70 Hz).

2.2.2.Componente

Ca amplificatoare operaționale au fost utilizate TL074 (2 buc.), TL072 (1 buc.) și NE5532 (1 buc.). Rezistoarele sunt evaluate pentru o putere de 0,25 W sau mai mare (evaluările de rezistență sunt prezentate în diagramă). Toți condensatorii electrolitici au o tensiune nominală de 25 volți sau mai mare (capacitatea nominală este prezentată în diagramă). Condensatoarele ceramice sau cu film (de preferință film) pot fi folosite ca condensatoare nepolare. Choke-urile din circuitul de alimentare al amplificatoarelor operaționale sunt concepute pentru a suprima „zgomotul” provenit de la sursa de alimentare. De asemenea, au fost utilizate trei rezistențe duble (50kOhm-2 buc., 20 kOhm-1 buc.) și două rezistențe variabile cvadruple (50 kOhm-6 buc.). Două duble pot fi folosite ca rezistențe variabile quad.

2.2.3.PCB

Fișierele PCB în formatele *.lay și *.pdf pot fi descărcate la sfârșitul articolului.

2.2.4.Fotografia blocului filtrant finit

Unitatea de filtrare este alimentată de la o sursă de alimentare bipolară cu o tensiune de ±12V.

2.3.Bloc amplificator de putere.

2.3.1.Schema

Amplificatorul de putere este un amplificator Anthony Holton cu tranzistori cu efect de câmp în treapta de ieșire. Există o mulțime de articole care descriu principiul de funcționare, asamblarea și configurația amplificatorului pe Internet. Prin urmare, mă voi limita la a atașa schema și versiunea mea a plăcii de circuit imprimat.

2.3.2.PCB

Fișierele PCB în formatele *.lay și *.pdf pot fi descărcate la sfârșitul articolului. Unitatea de amplificare de putere este alimentată de la o sursă de alimentare bipolară cu o tensiune de ±50…63V. Puterea de ieșire a amplificatorului depinde de tensiunea de alimentare și de numărul de perechi de tranzistoare cu efect de câmp (IRFP240+IRFP9240) din treapta de ieșire.

2.4. Sursă de alimentare și unitate de răcire (Sursa de alimentare)

2.4.1.Schema

2.4.2.Componente

Ca transformator de putere, puteți utiliza fie un transformator gata făcut, fie un transformator de casă, cu o putere de aproximativ 200 W. Tensiunile înfășurărilor secundare sunt prezentate în diagramă.

Puntea de diode Br2 este proiectată pentru un curent de 25A. Condensatorii C1…C12,C29…C31 trebuie să aibă o tensiune nominală de 25V. Condensatorii C13...C28 trebuie să aibă o tensiune nominală de 63V (pentru tensiuni de alimentare sub 60V) sau 100V (pentru tensiuni de alimentare peste 60V). Este mai bine să folosiți condensatori de film ca condensatori nepolari. Toate rezistențele sunt evaluate pentru o putere de 0,25 W. Termistorul R5 este acoperit cu pastă termică și atașat la radiatorul amplificatorului. Tensiunea de funcționare a ventilatorului este de 12V.

2.4.3.PCB

Fișierele PCB în formatele *.lay și *.pdf pot fi descărcate la sfârșitul articolului.

3. Etapa finală a asamblarii subwooferului

Lista radioelementelor

Desemnare	Tip	Denumire	Cantitate	Nota	Blocnotesul meu

U1-U5	Amplificator operațional	TL074	5		La blocnotes
C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42		10 uF	14		La blocnotes
C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38	Condensator	33 pF	14		La blocnotes
C11-C14, C19-C22, C31-C34	Condensator	0,1 uF	12		La blocnotes
C17, C18	Condensator electrolitic	470 µF	2		La blocnotes
R1, R2	Rezistor	390 ohmi	2		La blocnotes
R3, R12	Rezistor	15 kOhm	2		La blocnotes
R4, R16-R18	Rezistor	20 kOhm	4		La blocnotes
R5, R13-R15	Rezistor	13 kOhm	4		La blocnotes
R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47	Rezistor	68 kOhm	10		La blocnotes
R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48	Rezistor	22 kOhm	10		La blocnotes
R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50	Rezistor	10 kOhm	10		La blocnotes
R19, R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44	Rezistor	22 ohmi	8		La blocnotes
L1-L4	Inductor	20x3mm	4	20 spire, sârmă 0,7 mm, cadru 3 mm	La blocnotes
L5-L13	Inductor	100 mH	10		La blocnotes
	Bloc de filtrare
U1	Amplificator operațional	TL072	1		La blocnotes
U2, U4	Amplificator operațional	TL074	2		La blocnotes
U3	Amplificator operațional	NE5532	1		La blocnotes
C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23	Condensator	0,1 uF	14		La blocnotes
C6	Condensator	15 nF	1		La blocnotes
C11-C14	Condensator	0,33 uF	4		La blocnotes
C21, C22	Condensator	82 nF	2		La blocnotes
VR1-VR3, VR5	Rezistor variabil	50 kOhm	4		La blocnotes
VR4	Rezistor variabil	20 kOhm	1		La blocnotes
R1, R3, R4, R6	Rezistor	6,8 kOhmi	4		La blocnotes
R2, R10, R11, R13, R14	Rezistor	4,7 kOhmi	5		La blocnotes
R5, R8	Rezistor	10 kOhm	2		La blocnotes
R7, R9	Rezistor	18 kOhm	2		La blocnotes
R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27	Rezistor	2 kOhm	8		La blocnotes
R18, R25	Rezistor	3,6 kOhmi	2		La blocnotes
R19, R21	Rezistor	1,5 kOhm	2		La blocnotes
R23, R24, R30, R31, R33	Rezistor	20 kOhm	5		La blocnotes
R28	Rezistor	13 kOhm	1		La blocnotes
R29	Rezistor	36 kOhm	1		La blocnotes
R32	Rezistor	75 kOhm	1		La blocnotes
R34, R35	Rezistor	15 kOhm	2		La blocnotes
L1-L8	Inductor	100 mH	1		La blocnotes
	Bloc amplificator de putere
T1-T4	Tranzistor bipolar	2N5551	4		La blocnotes
T5, T9, T11, T12	Tranzistor bipolar	MJE340	4		La blocnotes
T7, T8, T10	Tranzistor bipolar	MJE350	3		La blocnotes
T13, T15, T17	tranzistor MOSFET	IRFP240	3		La blocnotes
T14, T16, T18	tranzistor MOSFET	IRFP9240	3		La blocnotes
D1, D2, D5, D7	Dioda redresoare	1N4148	4		La blocnotes
D3, D4, D6	Dioda Zener	1N4742	3		La blocnotes
D8, D9	Dioda redresoare	1N4007	2

În acest articol ne vom uita la modul de a realiza un subwoofer cu propriile mâini, fără a pătrunde în profunzimile electroacusticii, fără a apela la calcule complexe și măsurători subtile, deși va trebui să faci totuși unele lucruri. „Fără dificultăți speciale” nu înseamnă „pălmuiește o cărămidă, pleacă, bunico, mogarych”. În zilele noastre, este posibil să se simuleze sisteme acustice (AS) foarte complexe pe un computer de acasă; Consultați sfârșitul pentru un link către o descriere a acestui proces. Dar lucrul cu un dispozitiv finit dintr-un capriciu oferă ceva ce nu poți obține prin nicio citire sau vizionare - o înțelegere intuitivă a esenței procesului. În știință și tehnologie, descoperirile la vârful unui stilou sunt rareori făcute; Cel mai adesea, un cercetător, după ce a dobândit experiență, începe să înțeleagă ce este ceea ce este și abia apoi caută matematică potrivită pentru a descrie fenomenul și a obține formule de inginerie de proiectare. Mulți oameni grozavi și-au amintit primele experiențe nereușite cu umor și plăcere. Alexander Bell, de exemplu, a încercat inițial să înfășoare bobinele primului său telefon cu firul gol: el, muzician de pregătire, pur și simplu nu știa încă că trebuie izolat firul sub tensiune. Dar Bell a inventat tot telefonul.

Despre calculele computerizate

Nu credeți că JBL SpeakerShop sau alt program de calcul acustic vă va oferi singura opțiune posibilă, cea mai corectă. Programele de calculator sunt scrise folosind algoritmi consacrați, dovediți, dar soluțiile non-triviale sunt imposibile doar în teologie. „Toată lumea știe că nu poți face asta. Există un prost care nu știe asta. El este cel care face inventia.”– Thomas Alva Edison.

SpeakerShop a apărut nu cu mult timp în urmă, această aplicație a fost dezvoltată foarte minuțios și faptul că este folosită foarte activ este un plus absolut atât pentru dezvoltatori, cât și pentru amatori. Dar, într-un fel, situația actuală cu el este similară cu povestea cu primele photoshop-uri. Cine altcineva a folosit Windows 3.11, vă amintiți? - pe atunci au înnebunit cu procesarea imaginilor. Și apoi s-a dovedit că, pentru a face o fotografie bună, mai trebuie să știi cum să faci fotografii.

Ce este asta și de ce?

Un subwoofer (pur și simplu un sub) în traducerea sa literală sună amuzant: o bavură. In realitate, aceasta este o boxa bass (de joasa frecventa, woofer) care reproduce frecvente sub aprox. 150 Hz, într-un design acustic deosebit, o cutie (cutie) a unui dispozitiv destul de complex. Subwooferele sunt, de asemenea, folosite în viața de zi cu zi, în difuzoarele pe podea de înaltă calitate și în cele de desktop ieftine, încorporate și în mașini, vezi fig. Dacă reușiți să faceți un subwoofer care să reproducă corect basul, vă puteți ocupa de el în siguranță, pentru că Reproducerea LF este poate cea mai grasă dintre balenele pe care stă toată electroacustica.

Este mult mai dificil să faci o secțiune compactă de joasă frecvență a sistemului de difuzoare decât părțile de frecvență medie și înaltă (frecvență medie și înaltă), în primul rând, din cauza unui scurtcircuit acustic, atunci când undele sonore de la suprafețele radiante din față și din spate ale difuzorului (capul difuzorului, GG) se anulează reciproc: lungimile undelor LF sunt metri și, fără un design acustic adecvat al GG, nimic nu le împiedică să converge imediat în antifază. În al doilea rând, spectrul distorsiunii sunetului în frecvențele joase se extinde departe în cea mai bună regiune audibilă a gamei medii. În esență, orice difuzor de bandă largă are o secțiune de frecvență joasă în care sunt construite emițători de frecvență medie și înaltă. Dar din punct de vedere al ergonomiei, subwooferului i se impune o cerință suplimentară: un subwoofer pentru casă ar trebui să fie cât mai compact posibil.

Nota: Toate tipurile de design acustic al LF GG pot fi împărțite în 2 clase mari - unele atenuează radiația din spatele difuzorului, al doilea o inversează în fază cu 180 de grade (întoarce faza) și o reradiază din față. Un subwoofer, în funcție de proprietățile GG (vezi mai jos) și de tipul necesar de răspuns la amplitudine-frecvență (AFC), poate fi construit conform unui circuit de o clasă sau alta.

Oamenii pot distinge foarte slab direcția sunetelor sub 150 Hz, așa că într-o cameră de zi obișnuită un sub poate fi plasat practic oriunde. Difuzoarele MF-HF (sateliți) de acustică cu subwoofer sunt foarte compacte; locația lor în cameră poate fi selectată optim pentru camera dată. Carcasa modernă, ca să spunem ușor, nu este diferită în ceea ce privește spațiul în exces și acustica bună și nu este întotdeauna posibil să „încărcați” cel puțin câteva difuzoare bune de bandă largă în ea corect. Prin urmare, realizarea unui subwoofer vă permite nu numai să economisiți o sumă foarte semnificativă de bani, ci și să obțineți un sunet clar și adevărat în această clădire Hrușciov, Brejnevka sau nouă modernă. Un subwoofer este deosebit de eficient în sistemele de sunet surround complet, deoarece... a pune 5-7 coloane pe o pagină întreagă fiecare este prea mult chiar și pentru cei mai sofisticați utilizatori.

Bas

Reproducerea basului nu este doar dificilă din punct de vedere tehnic. Regiunea de frecvență joasă în general îngustă a întregului spectru al undelor sonore este eterogenă în efectul său psihofiziologic și este împărțită în 3 regiuni. Pentru a alege difuzorul de bas potrivit și pentru a crea o cutie de subwoofer cu propriile mâini, trebuie să le cunoașteți limitele și semnificația:

Bas superior (UpperBass) – 80-(150…200) Hz.
Bas mediu sau bas mediu (MidBass) – 40-80 Hz.
Bas profund sau subbas (SubBass) – sub 40 Hz.

Top

Mijloc

Pentru midbass, sarcina principală atunci când se creează un subwoofer este de a asigura cea mai mare ieșire GG, o formă dată a răspunsului în frecvență și uniformitatea maximă a acestuia (netezime) în volumul minim al cutiei. Răspunsul în frecvență, care este aproape dreptunghiular spre frecvențe mai joase, oferă un bas puternic, dar dur; Răspuns în frecvență, în scădere uniformă - curat și transparent, dar mai slab. Alegerea unuia sau celuilalt depinde de natura a ceea ce ascultați: rockerii au nevoie de un sunet mai „furios”, în timp ce muzica clasică are nevoie de un sunet mai blând. În ambele cazuri, scăderile și vârfurile mari ale răspunsului în frecvență strica percepția subiectivă cu parametrii tehnici ai sunetului formal identici.

Adâncime

Subbasul are o influență decisivă asupra timbrului (culorii) sunetului instrumentelor muzicale numai pentru orgă de suflat din sălile special construite pentru acestea. Componentele puternice de sub-bas sunt tipice pentru sunetele dezastrelor naturale și provocate de om, exploziile puternice și vocile anumitor specii de animale (răgetul leului). Peste 90% dintre oameni fie nu aud subbasul deloc, fie îl aud indistinct. De exemplu, dacă sunetele unui uragan tropical și ale unei explozii nucleare, fundamental diferite ca natură, sunt filtrate din orice, cu excepția sub-basului, atunci aproape nimeni nu poate spune ce se întâmplă cu adevărat acolo. Prin urmare, un subwoofer de acasă este aproape întotdeauna optimizat pentru midbass, iar restul subbass-ului, orice s-ar întâmpla, maschează propriul zgomot al camerei. Care, de altfel, este foarte potrivit pentru și de ce este foarte util.

Sub-bas în mașină

Efectul de mascare a zgomotului este necesar în special în interiorul unui autovehicul înghesuit și zgomotos, astfel încât subwooferele auto sunt optimizate pentru sub-bas. Uneori, de dragul acestui lucru, iubitorii de Hi-Fi la viteză mare dau întregul portbagaj subwooferului, plasând acolo difuzoare monstru de 15”-18” cu 150-250 W de putere de vârf, vezi fig. Cu toate acestea, un subwoofer destul de decent poate fi realizat pentru o mașină fără a sacrifica volumul util în caroserie, vezi mai jos.

Nota: Puterea de vârf a unui difuzor este adesea echivalată cu zgomotul, ceea ce este incorect. La puterea de vârf sunetul este distorsionat, dar încă inteligibil, adică distins prin sens. Puterea de zgomot este definită ca aceea la care un difuzor poate funcționa pentru o anumită perioadă de timp (de obicei 20 de minute) fără a se arde sau a suferi deteriorări mecanice. Sunetul în acest caz este cel mai adesea o șuierătoare incoerentă, motiv pentru care o astfel de putere se numește zgomot. Dar în unele tipuri de design acustic, puterea de zgomot a difuzorului poate fi mai mică decât vârful, vezi mai jos.

Ce fel de difuzor ai nevoie?

Un calcul complet al designului acustic este efectuat în conformitate cu așa-numitul. Parametri Thiel-Small (TSP). Deoarece am decis să petrecem timp și muncă la configurarea submarinului, vom avea nevoie doar de factorul de calitate complet al capului la propria frecvență de rezonanță Qts, deoarece Pe baza acesteia este selectată opțiunea optimă de design acustic. În funcție de valoarea Qts, difuzoarele sunt împărțite în 4 grupuri:

Qts<0,5 – «безразличные» сверхнизкодобротные. Очень дорогие, очень низкая отдача, но способны воспроизводить подбасы вплоть до 20-15 Гц. Настройка сабвуфера с такими без звукомерной камеры и специальной измерительной техники невозможна, т.к. резонансный пик не выражен.
0,5
0,7
Qts>1 – de înaltă calitate. Ieșire ridicată, preț scăzut, sunet dur cu un design suboptim. Este dificil să se obțină un răspuns neted în frecvență. Compact, disponibil în diametre (mai mici) de până la 6” (155 mm). Optim pentru un subwoofer desktop sau pentru un televizor (nu pentru un home theater!).

Măsurătorile

În specificațiile producătorului pentru difuzoare, Qts poate fi desemnat ca Qп sau pur și simplu Q, dar nu este întotdeauna prezent acolo, iar bazele de date publice precum WinISD sunt pline de erori. Prin urmare, cel mai probabil va trebui să determinăm valoarea Qts acasă.

Pregătirea

În primul rând, selectăm și pregătim o cameră pentru măsurători acustice. Ar trebui să aibă cât mai multe perdele, perdele, covoare pe podea și pereți și mobilier tapițat. Suprafețele orizontale dure (mesele) trebuie acoperite cu ceva pufos; Nu ar strica să arunci mai multe perne peste tot. Colțurile distorsionează câmpul sonor deosebit de puternic, inclusiv. mobilier dur cu pereți, acestea trebuie să fie acoperite cu ceva, de exemplu, haine pe umerase. Apoi, conectăm fire lungi la difuzor și le atârnăm în centrul geometric al tavanului (sub candelabru, dacă există) cu partea frontală a difuzorului în jos la o înălțime de podea de 2/3 din tavan. înălţime.

Acum trebuie să asamblați o diagramă de măsurare, așa cum se arată în partea de sus în Fig. În continuare vom avea nevoie de circuitul inferior pentru a măsura impedanța (impedanța) difuzorului Z. Acesta diferă de circuitul de măsurare fără transformator folosit de obicei de amatori cu o precizie destul de profesională: în circuitele convenționale, cca. 1,5 V chiar și cu o rezistență de intrare a testerului de 10 MOhm. Funcționarea acestui circuit se bazează pe faptul că impedanța transformatorului și a R2, pe de o parte, este mult mai mare decât impedanța generatorului principal; pe de altă parte, este mult mai mică decât impedanța de ieșire a unui amplificator de putere cu frecvență audio și pe faptul că cel mai prost multitester digital la o limită de 200 mV are o impedanță de intrare mai mare de 1 MOhm. Cu toate acestea, dacă semnalul de măsurare este furnizat de la un generator de frecvență audio (AFG) cu o ieșire standard de 600 ohmi, acest circuit nu este potrivit pentru măsurarea Z.

Procedură

De la un computer cu un program de emulare GZH, semnalul de măsurare este furnizat de la ieșirea plăcii de sunet. Trebuie să-l „conduceți” în intervalul 20-100 Hz la început cu un (pas) discret de 10 Hz. Dacă rezonanța GG nu este vizibilă, aceasta nu este potrivită pentru un subwoofer. Sau vânzătorul te-a înșelat fără rușine vânzându-te cu 100 de ruble. GG indiferent la preț de la 200 USD.

Când se determină limitele vârfului rezonant, îl „trecem” cu un discret de 1 Hz și construim răspunsul în frecvență. Dacă GG de calitate înaltă sau medie este mai aproape de limita superioară a Qts, veți obține un grafic similar cu cel din poz. eu fig. În acest caz:

Conform formulei (1) la poz. II găsiți U(F1,F2);
Folosind graficul găsim F1 și F2;
Folosind formula (2), verificăm dacă frecvența de rezonanță naturală calculată în spațiul liber F coincide cu Fs măsurat. Dacă discrepanța este mai mare de 2-3 Hz, vezi mai jos;
Folosind formula (3) găsim factorul de calitate mecanic Qms, apoi folosind formula (4) factorul de calitate electric Qes și, în final, folosind formula (5) factorul de calitate total necesar Qts.

Dacă factorul de calitate al GG este mai aproape de scăzut sau așa, ceea ce este în general bun, curba de rezonanță va fi vizibil asimetrică, iar vârful său va fi plat, neclar, poz. III, sau testul folosind formula (2) nu va converge chiar și cu măsurători repetate. În acest caz, din grafic determinăm punctele de cea mai mare înclinare a tangentelor la „aripile” concave ale vârfului A1 și A2; matematic, în ele derivata a doua a funcției care descrie curba de rezonanță atinge un maxim. Pentru Umax atunci luăm, ca și înainte, valoarea sa în vârful vârfului, iar pentru Umin - calculată din f-le la poz. III noua valoare U(F1,F2).

Structura sistemului

L-ai încercat? Difuzorul este potrivit? Fă-ți timp pentru a alege un design. Mai întâi trebuie să alegeți o diagramă bloc a întregului sistem de sunet, deoarece partea sa electronică poate reprezenta la fel de mare din cost ca un difuzor de bas bun. Un sistem de sunet cu subwoofer poate fi construit conform uneia dintre următoarele. diagrame, vezi fig.

Nota: Egalizatorul și filtrul infra-low-pass FINCH (rumble filter) în toate circuitele sunt pornite înainte de intrările canalelor stereo.

Poz. 1 – sistem cu filtrare pasivă de putere. În plus – nu aveți nevoie de un amplificator de bas separat, acesta se conectează la niciun UMZCH. Dezavantaje uriașe, în primul rând, scurgerea electrică reciprocă a canalelor din subwoofer de-a lungul gamei medii: pentru filtrele LC care o reduc la o valoare acceptabilă, veți avea nevoie de o carcasă decentă, care, pentru a-și achiziționa componentele, va trebui mai întâi să fie umplută cu aproximativ o treime cu bani (în bancnote de 100 de ruble). În al doilea rând, rezistențele de ieșire ale filtrelor trece-jos ale filtrului trece-jos împreună cu intrarea GG a difuzorului formează un tee, iar fiecare canal al UMZCH va cheltui teoretic un sfert din putere pentru încălzirea vecinului său cu nivelul scăzut. -filtru trece. În realitate – mai mult, pentru că asupra puterii și pierderile în filtre sunt semnificative. Cu toate acestea, sistemul de filtrare a puterii este aplicabil în subwooferele de putere redusă cu emițători de sunet independenți, vezi mai jos.

Poz. 2 – filtrare pasivă la un bas separat UMZCH. Nu există pierderi de putere, influența reciprocă a canalelor este mai slabă, deoarece Rezistențele caracteristice ale filtrelor sunt kilo-ohmi și zeci de kilo-ohmi. În prezent, practic nu este folosit, deoarece Asamblarea unui filtru activ pe microcircuite se dovedește a fi mult mai simplă și mai ieftină decât înfășurarea bobinelor pasive.

Poz. 3 – filtrare analogică activă. Semnalele canalului sunt adăugate de un simplu adunator de rezistență, trimis la un filtru trece-jos activ analogic și de la acesta la bass UMZF. Interferența canalelor este neglijabilă și inobservabilă în condiții normale de ascultare, iar costurile pentru componente sunt scăzute. Circuitul optim pentru un subwoofer de casă pentru un amator începător.

Poz. 4 – filtrare digitală completă. Semnalele de canal sunt transmise unui splitter P, care împarte fiecare dintre ele în cel puțin 2 egale cu cel original. Un semnal de la pereche este alimentat la MF-HF UMZF (posibil direct, fără un filtru trece-înalt), iar restul sunt combinate în adaosul C. Faptul este că cu adăugarea de rezistență la frecvențele inferioare ale midbass și sub -bas, interacțiunea electrică a semnalelor în filtrul low-pass este posibilă, mai multe distorsionând basul total. În sumator, semnalele sunt adăugate digital sau analog, eliminând influența lor reciprocă.

De la sumator, semnalul comun este transmis la un filtru digital trece-jos cu convertoare analog-digital (ADC) și digital-analog (DAC) încorporate, iar de la acesta la bass UMZCH. Calitatea sunetului și izolarea canalului sunt cele mai ridicate posibile astăzi. Costurile microcircuitelor pentru întreaga întreprindere se dovedesc a fi fezabile, dar lucrul cu circuite integrate necesită o experiență de radio amator și chiar mai mult dacă nu cumpărați un set gata făcut (care este semnificativ mai scump), dar selectați componentele sistemului. te.

Înregistrare

În fig. Sunt prezentate cele mai comune scheme de design acustic pentru subwooferele de acasă. Labirinturile, coarnele etc. nu indeplinesc cerintele de compactitate. Schemele care sunt de preferat pentru începători sunt evidențiate cu verde, schemele care sunt fezabile pentru ei sunt evidențiate cu galben, iar cele nepotrivite sunt evidențiate cu roșu. Cei cu mai multă experiență ar putea fi surprinși: al șaselea bandpass este pentru manechini? Nicio problemă, acest difuzor grozav cu tub bas poate fi configurat într-un weekend. Dacă știi cum.

Scut

Proiectarea unui subwoofer sub forma unui ecran acustic (scut, elementul 1) acasă este fezabilă dacă GG-urile sunt încorporate în placarea peretelui, deoarece dimensiunile lor sunt comparabile cu lungimile undelor sub-bas. De aici și avantajul - nu există probleme cu subbasul, atâta timp cât difuzoarele se descurcă. Un alt lucru este că este extrem de compact, sub-ul nu ocupă deloc spațiu util. Dar există și dezavantaje serioase. Primul este o cantitate mare de lucrări de construcție. În al doilea rând, ecranul acustic nu afectează în niciun fel răspunsul în frecvență al GG. „Humpbacked” va cânta exact așa, așa că puteți instala doar difuzoare scumpe, de calitate scăzută și indiferente pe scut. Dezavantajul, ca să spunem așa, este că recul lor este mic și scutul nu este în niciun caz capabil să-l mărească.

Cutie închisă

Cel mai mare plus al unei cutii închise (articolul 2) este amortizarea profundă a GG; pentru difuzoarele ieftine, cu randament ridicat și de înaltă calitate, acesta este singurul tip acceptabil de design acustic. Dar acest plus implică și un minus: cu o amortizare profundă, puterea de zgomot a GG este adesea mai mică decât vârful, mai ales pentru capete puternice scumpe. Bobina deja fumează, dar nu se aude șuierături. Este necesar un indicator de suprasarcină, dar cele mai simple fără o sursă de alimentare separată distorsionează semnalul.

Un plus la fel de mare este răspunsul de frecvență extrem de neted, care scade ușor și, ca rezultat, cel mai pur și mai vibrant sunet. Din acest motiv, generatoarele puternice de înaltă calitate sunt produse special pentru instalarea în cutii închise sau treceri de bandă de ordinul 4 (vezi mai jos).

Minus - dintre toate difuzoarele cu volum egal, o cutie închisă are cea mai mare frecvență reproductibilă cea mai joasă, deoarece crește frecvența de rezonanță a difuzorului și nu poate să-și mărească puterea la frecvențe sub acesta. Aceste. În ceea ce privește compactitatea, un subwoofer într-o cutie închisă este o întindere. Acest dezavantaj poate fi redus într-o oarecare măsură prin umplerea cutiei cu căptușeală sintetică: absoarbe perfect energia undelor sonore. Procesul termodinamic din cutie trece apoi de la adiabatic la izotermic, ceea ce este echivalent cu o creștere a volumului său de 1,4 ori.

Un alt dezavantaj semnificativ este că nu poți face decât un subwoofer pasiv într-o cutie închisă, deoarece Elementele electronice din el devin foarte fierbinți chiar și atunci când sunt plasate într-un compartiment împrejmuit. Dacă întâlniți difuzoare vechi 10MAS-1M, rulați-le la jumătate de putere timp de o jumătate de oră și atingeți corpul cu mâna - va fi cald.

FI

Notă: un radiator pasiv (PI) este echivalent în toate privințele - în loc de o țeavă cu port, este instalată un difuzor de bas fără sistem magnetic și cu o greutate în loc de bobină. Nu există metode „fără tuning” pentru calcularea PI, motiv pentru care PI este o excepție rară în producția industrială. Dacă aveți un difuzor de bas ars în jur, puteți experimenta - ajustările se fac prin modificarea greutății încărcăturii. Dar rețineți că este mai bine să nu faceți un PI activ din același motiv ca o cutie închisă.

Despre crăpăturile adânci

Acustica cu fante adânci (pozițiile 4, 6, 8-10) sunt uneori identificate cu FI, alteori cu un labirint, dar de fapt acesta este un tip independent de design acustic. Există multe avantaje pentru o fantă adâncă:

Slotul adânc are un singur dezavantaj și doar pentru începători: nu este reglabil după asamblare. Așa cum se face, așa va cânta.

Despre anti-acustică

Bandpass-uri

BandPass înseamnă band pass, care este numele dat difuzoarelor fără radiație directă a sunetului în spațiu. Aceasta înseamnă că difuzoarele cu trecere de bandă nu emit medii din cauza filtrării sale acustice interne: difuzorul este plasat într-o partiție între cavitățile rezonante care comunică cu atmosfera prin porturi de țeavă sau fante adânci. Bandpass este un design acustic specific subwooferelor și nu este folosit pentru difuzoare complet separate.

Passerile de bandă sunt împărțite în ordine de mărime, iar ordinea trecerii de bandă este egală cu numărul propriilor frecvențe de rezonanță. GG-urile de înaltă calitate sunt plasate în treceri de bandă de ordinul 4, unde este ușor de organizat amortizarea acustică (poziția 5); de calitate scăzută și medie - în bandpass-uri de ordinul 6. Spre deosebire de credința populară, nu există nicio diferență notabilă în calitatea sunetului între cele două: deja la ordinul al 4-lea răspunsul în frecvență la frecvențe joase este netezit la 2 dB sau mai puțin. Diferența dintre ele pentru un amator constă în principal în dificultatea setarii: pentru a regla cu precizie a 4-a trecere de bandă (vezi mai jos), va trebui să mutați partiția. Cât despre trecerile de bandă de ordinul 8, acestea obțin încă 2 frecvențe de rezonanță datorită interacțiunii acustice a acelorași 2 rezonatoare. Prin urmare, trecerile de bandă a 8-a sunt uneori numite treceri de bandă de ordinul 6 B.

Nota: răspunsul în frecvență idealizat la frecvențe joase pentru unele tipuri de design acustic este prezentat în Fig. roşu. Linia punctată verde arată răspunsul în frecvență ideal din punctul de vedere al psihofiziologiei auzului. Se vede că încă mai este suficient de lucru în electroacustică.

Caracteristici amplitudine-frecvență ale aceluiași cap de difuzor în diferite modele acustice

Subwoofere auto

Subwooferele auto sunt de obicei plasate fie în compartimentul de marfă, fie sub scaunul șoferului, fie în spatele spatelui banchetei din spate, poz. 1-3 din fig. În primul caz, cutia preia volum util, în al doilea, sub-ul funcționează în condiții dificile și poate fi deteriorat de picioare, în al treilea, nu fiecare pasager va putea tolera bass puternic chiar lângă urechi.

Recent, subwooferele auto sunt fabricate din ce în ce mai mult de tip stealth, încorporate în nișa aripii spate, poz. 4 și 5. Puterea suficientă a sub-bas este atinsă prin utilizarea difuzoarelor speciale auto cu un diametru de 12” cu un difuzor rigid, care este puțin susceptibil la efectul de membrană, poz. 5. Cum să faci un subwoofer pentru o mașină prin modelarea unei nișe de aripă, vezi în continuare. video.

Video: subwoofer auto DIY „stealth”

Mai simplu nu poate fi

Un subwoofer foarte simplu care nu necesită un amplificator de bas separat poate fi realizat folosind un circuit cu emițători de sunet independenți (IS), vezi fig. De fapt, acestea sunt două canale LF GG plasate într-o carcasă lungă comună instalată orizontal. Dacă lungimea cutiei este comparabilă cu distanța dintre sateliți sau cu lățimea ecranului televizorului, „neclaritatea” stereo este cu greu vizibilă. Dacă ascultarea este însoțită de vizionare, atunci este complet neobservată din cauza corectării vizuale involuntare a localizării surselor de sunet.

Folosind schema cu FM independente, puteți face un subwoofer excelent pentru un computer: o cutie cu difuzoare este plasată în colțul de sus, sub blatul mesei. Cavitatea de dedesubt este un rezonator reglat la o frecvență foarte joasă, iar din cutia mică iese un subbas neașteptat de bun.

FI pentru un subwoofer cu FI independente poate fi calculat în magazinul de difuzoare. În acest caz, volumul echivalent Vts este luat de două ori mai mare decât măsurat, frecvența de rezonanță Fs este de 1,4 ori mai mică, iar factorul de calitate total Qts este de 1,4 ori mai mare. Materialul cutiei, ca și în alte părți de mai jos, este MDF de la 18 mm; pentru putere subwoofer de la 50 W – de la 24 mm. Dar este mai bine să plasați difuzoarele într-o cutie închisă, în acest caz, se poate face fără calcul: lungimea în interior este luată la locul de instalare, variind de la 0,5 m (pentru un computer) la 1,5 m (pentru un mare; TELEVIZOR). Secțiunea transversală internă a cutiei este determinată pe baza diametrului conului difuzorului:

6” (155 mm) – 200x200 mm.
8” (205 mm) – 250x250 mm.
10” (255 mm) – 300x300 mm.
12” (305 mm) – 350x350 mm.

În cel mai rău caz (sub masă computer sub masă cu difuzoare de 6 inchi), volumul cutiei va fi de 20 de litri, iar echivalentul cu umplere va fi de 33-34 de litri. Cu o putere UMZCH de până la 25-30 W pe canal, aceasta este suficientă pentru a obține un midbass decent.

Filtre

În acest caz, este mai bine să folosiți filtre LC de tip K. Acestea necesită mai multe bobine, dar în condiții de amatori acest lucru nu este esențial. Filtrele K au o atenuare scăzută în banda de oprire, 6 dB/oct pe legătură sau 3 dB/oct pe jumătate de legătură, dar au un răspuns de fază absolut liniar. În plus, atunci când funcționează de la o sursă de tensiune (care, cu mare precizie, este UMZCH), filtrul K este puțin sensibil la modificările impedanței de sarcină.

La poz. 1 poză. Sunt date diagrame ale secțiunilor filtrului K și formule de calcul pentru acestea. R pentru frecvența joasă GG este luată egal cu impedanța sa Z la frecvența de tăiere a filtrului trece-jos de 150 Hz, iar pentru filtrul trece-înalt egal cu impedanța satelitului z la frecvența de tăiere a filtrului trece-înalt de 185 Hz (formula în poziția 6). Z și z sunt determinate conform diagramei și formulei din Fig. mai sus (cu diagrame de măsurare). Diagramele de lucru ale filtrelor sunt date la poz. 2. Dacă preferați să cumpărați condensatori suplimentari, mai degrabă decât bobine de vânt, exact aceiași parametri pot fi făcuți din P-links și semilink-uri.

Date și circuite pentru realizarea filtrelor pentru un subwoofer simplu cu emițători independenți

Atenuarea filtrului trece-jos în banda de oprire este de 18 dB/oct, iar atenuarea filtrului trece-înalt este de 24 dB/oct. Acest raport sincer non-trivial este justificat de faptul că sateliții sunt descărcați de la frecvențele joase și dau un sunet mai curat, iar restul frecvențelor joase reflectate de filtrul de trecere înaltă este trimis la difuzoarele de joasă frecvență și face basul mai profund.

Datele pentru calcularea bobinelor de filtrare sunt date la poz. 3. Ele trebuie să fie poziționate reciproc perpendicular deoarece filtrele K funcționează fără cuplare magnetică între bobine. La calcul se precizează dimensiunile bobinei și se determină numărul de spire folosind inductanța găsită în ordinea calculării filtrului. Apoi, folosind coeficientul de pozare, se găsește diametrul firului în izolație, acesta ar trebui să fie de cel puțin 0,7 mm. Se dovedește mai puțin - creșteți dimensiunea bobinei și recalculați.

Setări

Configurarea acestui subwoofer se rezumă la egalizarea volumului difuzoarelor de bas și, respectiv, satelit. frecvențele de tăiere. Pentru a face acest lucru, pregătiți mai întâi camera pentru măsurători acustice, așa cum este descris mai sus, și un tester cu o punte și un transformator. În continuare veți avea nevoie de un microfon cu condensator. Pentru unul de computer, va trebui să faci un fel de amplificator de microfon (MCA) cu polarizare aplicată pe capsulă, deoarece o placă de sunet obișnuită nu poate primi simultan un semnal și emulează un generator de frecvență, poz. 4. Dacă puteți găsi un microfon cu condensator cu MUS încorporat, chiar și un vechi MKE-101, grozav, ieșirea sa este conectată direct la înfășurarea primară (mai mică) a transformatorului. Procedura de măsurare este simplă:

Microfonul este fixat vizavi de centrul geometric al sateliților la o distanță orizontală de 1-1,5 m.
Deconectați subwoofer-ul de la UMZCH și aplicați un semnal de 185 Hz.
Înregistrați citirile voltmetrului.
Fără să schimbe nimic în cameră, opresc sateliții și conectează sub-ul.
Un semnal de 150 Hz este furnizat către UMZCH și citirile testerului sunt înregistrate.

Acum trebuie să calculați rezistențele de egalizare. Volumele sunt egalizate prin oprirea legăturilor mai puternice într-un circuit serie-paralel (articolul 5), deoarece este necesar să se păstreze neschimbate valorile găsite anterior ale lui Z și z modulo. Formulele de calcul pentru rezistențe sunt date în poz. 6. Puterea Rg – nu mai puțin de 0,03 din puterea UMZCH; Rd – oricare de la 0,5 W.

De asemenea, este simplu

O altă opțiune pentru un subwoofer simplu, dar real este cu un generator de joasă frecvență asociat. Asocierea wooferelor este o modalitate foarte eficientă de a le îmbunătăți calitatea sunetului. Designul unui subwoofer bazat pe o pereche de vechi 10GD-30 este prezentat în Fig. de mai jos.

Designul este foarte perfect, bandpass de ordinul 6. Amplificator de bas - TDA1562. Puteți folosi și alte GG-uri de înaltă calitate, cu o cursă relativ mică a difuzorului, atunci este posibil să trebuiască să faceți ajustări selectând lungimea țevilor. Este produs la frecvențe de control de 63 și 100 Hz. mod (frecvențele de control nu rezonează cu sistemul acustic!):

Pregătiți camera, microfonul și echipamentul așa cum este descris mai sus.
63 și 100 Hz sunt furnizate alternativ către UMZCH.
Schimbați lungimile conductelor, obținând o diferență în citirile voltmetrului de cel mult 3 dB (1,4 ori). Pentru gurmanzi – nu mai mult de 2 dB (1,26 ori).

Reglajul rezonatoarelor este interdependent, astfel încât conductele trebuie mutate în funcție de: scos-o pe cea scurtă, împins-o pe cea lungă cu aceeași cantitate, proporțional cu lungimea inițială. În caz contrar, puteți deranja complet sistemul: vârful setării optime la a 6-a trecere de bandă este foarte ascuțit.

O scădere între 63 și 100 Hz – partiția trebuie mutată către rezonatorul mai mare.
Scăderi pe ambele părți de 100 Hz - partiția este deplasată către rezonatorul mai mic.
Burst este mai aproape de 63 Hz - trebuie să măriți diametrul țevii lungi cu 5-10%
O explozie mai aproape de 100 Hz este aceeași, dar pentru o țeavă scurtă.

După oricare dintre procedurile de reglare, subwoofer-ul este reconfigurat. Pentru comoditatea sa, asamblarea completă cu lipici nu se face la început: peretele despărțitor este strâns uns cu plastilină, iar unul dintre pereții laterali este plasat pe bandă dublă. Asigurați-vă că nu există goluri!

Conducte pentru rezonatoare

Coturi gata făcute pentru acustică sunt vândute în magazinele de muzică și radio. Puteți face o țeavă acustică telescopică cu propriile mâini din resturi de țevi de plastic sau carton. În ambele cazuri, de-a lungul gurii interioare, trebuie să lipiți ferm 2 bucăți de fir de pescuit: una cu tensiune, cealaltă cu o buclă care iese în afară, vezi fig. corect. Dacă țeava trebuie îndepărtată, apăsați pe linia strânsă cu un creion etc. Dacă îl scurtați, trageți bucla. Acordarea unui rezonator cu o țeavă este astfel accelerată de multe ori.

Puternic al 6-lea ordin

În Fig. Acesta este deja un design solid pe podea, cu o putere de până la 100 W. Este configurat ca și precedentul.

Desene ale unui subwoofer de bandă de ordinul 6 pentru o boxă de 12 inchi

Ordinul 4

Dintr-o dată ai la dispoziție un GG de 12” de înaltă calitate pe el poți face o bandă de ordinul 4 de aceeași calitate, dar mai compactă, vezi fig; dimensiuni în cm, însă, configurarea lui va fi mult mai dificilă, deoarece În loc să manipulați conducta unui rezonator mai mare, va trebui să mutați imediat partiția.

Subwoofer cu trecere de bandă de ordinul 6 pentru difuzor de 12 inchi

Electronice

Bass UMZF pentru un subwoofer este supus aceleiași cerințe ca și filtrele, cerința de liniaritate completă a răspunsului de fază. Este satisfăcut de UMZCH-uri realizate folosind un circuit de punte, care reduce, de asemenea, distorsiunile neliniare ale UMZCH-urilor integrale cu o ieșire necomplementară cu un ordin de mărime. UMZCH pentru un subwoofer cu o putere de până la 30 W poate fi asamblat conform diagramei din poz. 1 orez; 60-watt conform circuitului de pe poz. 2. Este convenabil să faci un subwoofer activ pe un singur cip al unui UMZCH TDA7385 cu 4 canale: câteva canale sunt trimise către sateliți, iar celelalte două sunt conectate printr-un circuit de punte la sub, sau, dacă acesta are amplificatoare independente, acestea sunt trimise la woofer-uri. TDA7385 este, de asemenea, convenabil deoarece toate cele 4 canale au intrări comune pentru funcțiile St-By și Mute.

Conform diagramei de la poz. 3 este un filtru activ bun pentru un subwoofer. Câștigul amplificatorului său de normalizare este reglat de un rezistor variabil de 100 kOhm pe o gamă largă, astfel încât în cele mai multe cazuri procedura destul de plictisitoare de egalizare a volumelor subwooferului și a sateliților este eliminată. În această versiune, sateliții sunt porniți fără un filtru trece-înalt, iar potențiometrele de volum prestabilite cu sloturi pentru o șurubelniță sunt încorporate în amplificatoarele de frecvență medie-înaltă.

Poate doriți să proiectați un subwoofer cu slot de la zero, mai degrabă decât să vă încurcați cu reconfigurarea subwooferelor prototip pentru a se potrivi difuzorului dvs. În acest caz, urmați linkul: //cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php. Autorul, trebuie să-i dăm cuvenția, a putut explica la un nivel „pentru manechin” cum să calculeze și să realizeze un subwoofer de înaltă calitate folosind software-ul modern. Cu toate acestea, în mare parte există câteva greșeli, așa că atunci când studiați sursa, rețineți:

Și totuși...

Să faci singur un subwoofer este o sarcină fascinantă, utilă pentru dezvoltarea inteligenței și a priceperii și, în plus, o boxă de bas bună costă de o ori și jumătate mai puțin decât o pereche de clasă inferioară. Cu toate acestea, în timpul audițiilor de control, atât experții experimentați, cât și ascultătorii ocazionali „de pe stradă”, toate celelalte lucruri fiind egale, preferă în mod clar sistemele de sunet cu separare completă a canalelor. Așa că mai întâi gândește-te: nu vei mai avea de-a face cu câteva coloane separate pe mâini și portofel?

Mulți iubitori de muzică doresc să-și facă subwoofer-ul mai puternic, astfel încât basul să tuune la maxim. Desigur, cel mai simplu mod de a rezolva problema este să cumpărați un model de subwoofer mai puternic și să nu vă păcăliți cu diverse circuite și magneți. Dar nu aveți întotdeauna bani pentru un dispozitiv nou, nu este deloc ieftin.
Dacă nu doriți să cumpărați o boxă nouă, dar puterea sa nominală nu este suficientă pentru dvs., atunci există mai multe modalități de a îmbunătăți calitatea sunetului.

Cum să creșteți puterea unui subwoofer

Ce ne trebuie?
Instrucţiuni
Merită să acordați atenție
Sfat

Ce ne trebuie?
Instrucţiuni
Merită să acordați atenție
Sfat

Ce ne trebuie?
Instrucţiuni
Sfat
Merită să acordați atenție

Metoda 1: Rearanjarea subwooferului

Ce ne trebuie?

Instrucţiuni

Mutați subwooferul într-un colț al camerei și așezați-l pe podea. Frecvențe joase se răspândește mai bine de jos, ceea ce va îmbunătăți semnificativ sunetul. Poți face același lucru cu sistemul audio al mașinii tale punând subwooferul în partea de jos a portbagajului sau pe podea (sub scaun) pentru a simți basul.

Merită să acordați atenție

Locul unde va fi instalat subwoofer-ul este întotdeauna necesar păstrați curat ca să nu se murdărească de praf.

Sfat

Este mai bine să plasați dispozitivul în colțul opus celui în care vă aflați cel mai des.

Metoda 2: Intervenția tehnică

Ce ne trebuie?

2. Etapa tranzistorului.
3. Fier de lipit.

Instrucţiuni

Dacă ești priceput cu circuitele, poți crește puterea subwoofer-ului prin intervenție tehnică. Cele mai multe dintre aceste dispozitive folosesc circuitul TDA7294 sau TDA7293.

Puteți lipi o etapă suplimentară de amplificare printr-o punte de condensatoare. Acest lucru necesită anumite cunoștințe despre toate caracteristicile și capacitatea de a lucra cu un fier de lipit și circuite.

Merită să acordați atenție

În instrucțiunile pentru subwoofer sau de la producător, trebuie să aflați toate caracteristicile tehnice ale dispozitivului pentru a selecta corect evaluările elementelor.

Sfat

Puteți contacta un specialist care va necesita mai puțini bani pentru munca sa decât costă un nou subwoofer.

Metoda 3: Înlocuirea difuzorului

Ce ne trebuie?

1. Difuzor nou, mai bun.

3. Posibil un magnet suplimentar.

Instrucţiuni

O modalitate destul de simplă este să înlocuiți difuzorul din subwoofer. Desigur, va trebui să-l cumpărați, dar costă mai puțin decât un dispozitiv nou. Dar există și un dezavantaj al acestei metode: puteți instala un difuzor care nu se va potrivi cu performanța nominală a subwooferului. Adică veți cumpăra un difuzor mai puternic și mai scump, dar amplificatorul nu o va „trage”. În acest caz, îl puteți instala în difuzor magnet mai mare și mai puternic. Acest lucru ar trebui să rezolve problema.

Merită să acordați atenție

De fapt, difuzoarele diferă puțin unele de altele, cu excepția dimensiunii. Prin urmare, vă puteți îmbunătăți difuzorul utilizând înfășurare suplimentară de sârmă și instalând un magnet suplimentar.

Sfat

Înainte de a face pașii de mai sus, este mai bine să consultați un specialist, desigur, dacă nu sunteți singur.

Cum să faci un subwoofer mai puternic

Cum să faci un subwoofer mai puternic este o întrebare care interesează un număr mare de utilizatori. La urma urmei, cu ajutorul unui subwoofer te poți asigura că și frecvențele joase se disting bine de alte elemente ale melodiei.
În plus, cu un astfel de subwoofer basul va suna și mai tare și de o calitate mai bună. Din acest articol cititorul va învăța cum să facă un subwoofer mai puternic.

Cum să faci un sub mai puternic

Desigur, pentru a face tamponul mai puternic, este necesar să folosiți amplificatoare speciale de sunet (vezi).
Dacă la sistemul de difuzoare este adăugat și un amplificator, rezultatul va fi următorul:

Nu numai că puterea sunetului va fi mai mare, dar și calitatea melodiilor redate se va îmbunătăți. În acest caz, amplificatorul de sunet va acționa ca o sursă de energie. Va fi folosit pentru a controla difuzoarele, precum și subwooferul în sine. În plus, utilizatorul nu trebuie să facă niciun efort pentru aceasta.

Notă: Acest lucru se datorează faptului că subwooferele nu au limite de redare. Cu alte cuvinte, melodia va suna la fel de bine la orice nivel de volum (cel mai mic sau cel mai ridicat).

În unele cazuri, dispozitivul este achiziționat după ce unitatea principală a fost instalată. Dar adevărul este că aproape toate radiourile moderne au un amplificator de sunet încorporat. Prin urmare, înainte de a merge să cumpărați o unitate suplimentară, este recomandat să vă asigurați că este necesară;
Dacă este prea puternic, poate necesita o cantitate mare de energie pentru a funcționa. Subwoofer-ul are și o putere mare, așa că necesită multă putere pentru a funcționa bine. Multe radiouri nu sunt capabile să ofere acest lucru, așa că trebuie să cumpărați un amplificator suplimentar.

Notă: orice subwoofer necesită instalarea unui amplificator suplimentar dacă utilizatorul dorește să obțină un sunet cu adevărat de înaltă calitate.

Tipuri de amplificatoare

În prezent, există mai multe tipuri principale de amplificatoare de sunet:

Amplificatoare mono concepute pentru subwoofere de joasă frecvență;
Două canale, care sunt folosite numai dacă . În acest caz, un astfel de amplificator vă permite să reduceți consumul de energie al bateriei, deoarece afectează doar o pereche de difuzoare;
Trei canale, care sunt necesare dacă mașina, pe lângă difuzoarele frontale, are și un subwoofer;
Cu patru canale. Acesta este un dispozitiv cu care puteți consolida întregul sistem acustic, și nu doar elementele sale individuale.

Câștig subwoofer

Dintre întregul sistem de difuzoare, cel mai greu de amplificat este subwoofer-ul. Prin urmare, în prezent la vânzare puteți găsi o mare varietate de amplificatoare pentru această componentă a sistemului de difuzoare.
Au un scop specializat și sunt folosite doar pentru a amplifica frecvențele joase.

Dacă este nevoie să îmbunătățiți sunetul unui subwoofer, atunci trebuie să luați în considerare următoarele puncte:

Amplificatoarele cu 1 canal funcționează în mod normal numai cu o gamă largă de impedanță. În acest caz, există deja o setare suplimentară pentru timbrul vocilor. Există, de asemenea, filtre separate care ajută basul să-și livreze puterea maximă;
Dispozitivele cu două și patru canale oferă, de asemenea, o amplificare excelentă a subwooferului. Cu toate acestea, nu pot face față efectului de impedanță scăzută. Acest lucru se datorează faptului că se încălzesc prea repede atunci când subwooferul rulează la maxim.

Notă: prin urmare, opțiunea ideală pentru subwoofer-uri sunt amplificatoarele care vor permite sub-ului să producă un sunet echilibrat. Se recomandă alegerea dispozitivelor cu parametri de 50-200 W.

Ce să ia în considerare

Este important să înțelegeți că găsirea unui amplificator potrivit nu este o sarcină dificilă.
În acest proces, trebuie luate în considerare următoarele puncte:

Impedanța subwooferului trebuie să fie nominală. În caz contrar, unul dintre dispozitive va eșua;
Amplificatorul trebuie sa aiba putere suficienta pentru a rezista incarcarilor care apar datorita influentei subwooferului;
Cea mai potrivită putere se numește putere nominală sau RMS. Aceasta este puterea pe care o poate rezista subwoofer-ul fără a modifica parametrii.

Notă: pentru un amplificator această putere ar trebui să fie maximă.

Alegerea amplificatorului potrivit

În prezent, există mai multe opinii despre ce ar trebui să fie un amplificator pentru un subwoofer:

Ar trebui să fie mai slab decât difuzorul;
Ambele dispozitive trebuie să aibă aceeași putere;
Amplificatorul ar trebui să fie mai puternic.

Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre aceste opțiuni pentru a afla care este cea mai bună.
Mulți oameni cred că prima opțiune nu este deloc bună. Dar în realitate greșesc. Folosirea unui amplificator cu putere mai mică decât subwoofer-ul are în continuare dreptul să existe, dar experții nu recomandă să facă acest lucru. După ceva timp, dispozitivul se poate arde din cauza încărcăturii grele pe acesta.
Dacă puterea ambelor dispozitive este aceeași, atunci și aceasta nu este foarte bună. În acest caz, poate apărea o problemă serioasă - supraîncălzirea bobinei. Și acest lucru, la rândul său, va avea consecințe diferite.

Amplificator subwoofer Blaupunkt

La subwoofer se poate face cu propriile mâini. Totuși, trebuie avut în vedere că acest proces nu este ușor (mai ales dacă utilizați un dispozitiv pasiv).
Prin urmare, înainte de a începe lucrul, ar trebui să vă familiarizați cu fotografia pe acest subiect. Dacă instrucțiunile video sunt găsite undeva, aceasta va fi cea mai bună opțiune. Acesta va conține o descriere detaliată a lucrării. Mai mult decat atat, pretul acestui proces in salon iti poate bate buzunarul.