Прежде подробного рассмотрения проблемы обрисуем круг задач, зная конечную цель, будет проще избрать нужное направление. Изготовление акустических систем своими руками нечастый случай. Практикуется профи, начинающими музыкантами, когда магазинные варианты не устраивают. Появляется задача встраивания в мебель или качественного прослушивания уже имеющейся медиа. Это типичные примеры, которые решаются набором общепринятых способов. Рассмотрением мы и займемся. Не рекомендуем листать по диагонали устройство акустической системы, вникайте!
Устройство акустических систем
Нет шансов сделать акустическую систему самостоятельно без понимания теории. Любителям музыки следует знать, что биологический вид Homo Sapiens слышит внутренним ухом звуковые колебания частот 16-20000 Гц. Когда дело касается классических шедевров, то разброс высок. Нижний край – 40 Гц, верхний – 20 000 Гц (20 кГц). Физический смысл этого факта заключается в том, что не все динамики способны воспроизвести сразу полный спектр. Относительно медленные частоты лучше удаются массивным сабвуферам, а пищание на нижней границе воспроизводят менее габаритные громкоговорители. Понятно, что для большинства людей это ничего не значит. И даже если часть сигнала пропадет, не будет воспроизведена, никто этого и не заметит.
Полагаем, что те, кто поставил целью самостоятельное изготовление акустической системы, должны критично оценивать звук. Полезно будет знать, что годная колонка имеет два и более динамиков, чтобы иметь возможность отразить звучание обширной полосы из слышимого спектра. А вот сабвуфер даже в сложных системах один. Это связано с тем, что низкие частоты заставляют вибрировать окружение, проникая даже сквозь стены. Становится непонятным, откуда именно несутся басы. Следовательно, и колонка НЧ одна – сабвуфер. А вот что касается прочего, то человек уверенно скажет, с какого направления пришел тот или иной спецэффект (луч ультразвука блокируется ладонью).
В связи со сказанным проведем делением акустических систем:
- Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
- Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
- 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:
- Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
- Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
- Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.
Приводили базовые принципы конструирования акустических систем, предлагали электрическую схему фильтра, рассекающего поток на две части (выше дан перечень трех поддиапазонов), приводили название покупных динамиков, решающих задачу создания двух колонок стерео. Избегаем повторяться, читатели могут взять труд полистать раздел, найти конкретные названия.
Следующим вопросом будет фильтр. Полагаем, фирма National Semiconductor не обидится, если отскриним чертеж усилителя перевода Ридико. Рисунок показывает активный фильтр с питанием +15, -15 вольт, 5 однотипных микросхем (операционных усилителей), граничная частота поддиапазонов вычисляется формулой, приведенной на изображении (дублируем текстом):
П – число Пи, известное школьникам (3,14); R, C – номиналы резистора, емкости. На рисунке R = 24 кОм, С – замалчивается.
Активный фильтр, питаемый электрическим током
Учитывая возможности выбранных динамиков, читатель сможет подобрать параметр. Берутся характеристики полосы воспроизведения колонки, находится стык перекрытия между ними, туда выносится граничная частота. Благодаря формуле, вычисляем величину емкости. Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может (спорный факт) задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. На частотной характеристике, приведенной в переводе, которую опускаем, граница составляет 1 кГц. Давайте посчитаем емкость указанного случая:
С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.
Не ахти какая большая емкость, выбирается из условия максимально допустимого напряжения. В схеме с источниками +15 и -15 В вряд ли стоит номинал, превышающий суммарный уровень (30 вольт), возьмите пробивное напряжение (справочник поможет) не менее 50 вольт. Не пытайтесь поставить электролитические конденсаторы постоянного тока, схема обретает шансы взлететь на воздух. Отсутствует смысл разыскивать исходную схему чипа LM833 по причине Сизифова труда. Некоторые читатели найдут замену микросхеме, отличающуюся… надеемся на понимание.
Насчет сравнительно небольшой емкости конденсаторов (рознично и суммарной) описание фильтра говорит: благодаря низкому импедансу головок без активных компонентов номиналы пришлось бы увеличить. Закономерно вызывая появление искажений, обусловленных наличием электролитических конденсаторов, катушек с ферромагнитным сердечником. Не стесняйтесь двигать границу деления диапазонов, общая пропускная способность остается прежней.
Пассивные фильтры соберет своими руками каждый обученный пайке, курс школьной физики. В крайнем случае заручитесь помощью Гоноровского, лучше некуда расписаны тонкости прохождения сигналов через радиоэлектронные линии, обладающие нелинейными свойствами. Приведенный материал заинтересовал авторов фильтрами низкой и высокой частоты. Желающие поделить сигнал на три части должны зачитываться трудами, раскрывающими базис полосовых фильтров. Максимально допустимое (или пробивное) напряжение выйдет мизерным, номинал станет значительным. Под стать упомянутым электролитическим конденсаторам емкости номиналом десятки микрофарад (три порядка выше используемых активным фильтром).
Новичков тревожит вопрос получения напряжения +15, -15 В питания акустических систем. Намотайте трансформатор (пример приводился, программа ПК Trans50Hz), снабдите двухполупериодным выпрямителем (диодный мост), профильтруйте, наслаждайтесь. Наконец, активный или пассивный фильтр прикупите. Называется указанная вещица кроссовером, внимательно подбирайте динамики, диапазоны точнее соотносите с параметрами фильтра.
Для пассивных кроссоверов акустических систем найдете в интернете множество калькуляторов (http://ccs.exl.info/calc_cr.html). Исходными цифрами программа расчета принимает входные сопротивления динамиков, частоту деления. Введите данные, программа-робот быстро снабдит величинами емкостей и индуктивностей. На приведенной страничке задавайте тип фильтра (Бесселя, Баттерворта, Линквица-Райли). На наш взгляд задачка для профи. Приведенный выше активный каскад образован фильтрами Баттерворта 2-го порядка (скорость снижения АЧХ 12 дБ на октаву). Касается частотной (АЧХ) характеристики системы, понятно только профессионалам. Если сомневаетесь, выбирайте золотую серединку. В прямом смысле ставьте галку на третьем кружке (Бессель).
Акустика компьютерных колонок
Довелось посмотреть на Ютуб видео: юноша объявил, что сделает акустическую систему своими руками. Отрок талантлив: раскурочил колонки персонального компьютера - ну, совсем никакие - извлек на свет Божий усилитель с регулятором, поместил в спичечный коробок (корпус акустической системы). Компьютерные динамики известны плохим воспроизведением низких частот. Сами устройства маленькие, легкие, во-вторых, буржуи материалами экономят. Откуда в акустической системе взяться басам. Юноша взял… читайте дальше!
Наидорожайший компонент музыкального центра. Акустика класса hi-end стоимостью обходит дешевую квартиру. Ремонт, сборка колонок неплохой бизнес.
Усилитель низкой частоты акустической системы соберет продвинутый радиолюбитель, никаких кулибиных не нужно. Из спичечного коробка торчит ручка регулятора громкости, вход с одной стороны, выход - с другой. Динамики старой акустической системы малы. Юноша раздобыл старенький громкоговоритель не сказочных размеров, но солидный. С колонки советских времен акустической системы.
Чтобы звук не тревожил воздух пищанием, умный отрок сколотил дюймовые доски ящиком. Динамик старенькой акустической системы поместил в размеров почтовой коробки, сместил, как это делается производителями современных сабвуферах домашних кинотеатров. Изнутри колонку звукоизолятором отделывать поленился. Желающий может использовать для акустической системы ватин, другой схожий материал. Маленькие динамики помещены вовнутрь продолговатых коробок, только-только вмещающих торцом громкоговоритель. Гордый отрок подключил один канал акустической системы на два маленьких динамика, второй - на один большой. Работает.
Юноша сказочный молодец, не пьет в подворотне, уподобляясь сверстникам, не портит в свободное время будущих невест, занят делом. Как говорил один знакомый: «Молодому поколению прощается недостаток знания и опыта, не избыток наглости, упроченного равнодушием».
Улучшения
Решили усовершенствовать методику, откровенно надеемся, дополнение поможет сделать акустическую систему самостоятельно несколько качественнее. Проблема? Понятие выдумано радиотехниками, создателями акустических систем – частота. Вибрация Вселенной имеет частоту. Говорят, даже ауре человека присуще. Каждая добротная колонка недаром вмещает несколько динамиков. Большие предназначены для низких частот, басов; прочие – для средних и высоких. Не только размер, а и устройство у них разное. Мы уже обсуждали этот вопрос и интересующихся отсылаем к написанным обзорам, где приводится классификация акустических систем, раскрываются принципы действия наиболее популярных.
Компьютерщикам известен системный зуммер, работающий по прерыванию BIOS, который способен вроде бы выдавать один звук, но талантливые программисты выписывали на нем вычурные мелодии, даже с попыткой цифрового синтеза и воспроизведения голоса. Однако при желании бас такая пищалка выдать не может.
К чему этот разговор… Большой динамик следовало бы не просто приспособить на один из каналов, а присудить специализацию басов. Как известно, большинство современных композиций (Звук Вокруг не берем) рассчитаны на два канала (стереовоспроизведение). Получается, что два одинаковых динамика (маленьких) играют одни и те же ноты, смысл в этом маленький. В то же время с этого же канала бас теряется, а высокие частоты гибнут на большом динамике. Как быть? Предлагаем внедрить в схему пассивные полосовые фильтры, которые помогут разбить поток на две части. Схему берем иностранного издания по той простой причине, что она первой попалась на глаза. Вот ссылка на исходный сайт chegdomyn.narod.ru. Радиолюбитель переснял из книги, приносим извинения автору, что не указываем первоисточник. Это происходит по той простой причине, что он нам не известен.
Итак, картинка. Бросаются сразу в глаза слова Woofer и Tweeter. Как не сложно догадаться, это, соответственно, сабвуфер для низких частот, и динамик для высоких. Охватывается диапазон музыкальных произведений 50-20000 Гц, причем на сабвуфер приходится полоса нижних частот. Радиолюбители могут сами по известным формулам просчитать полосы пропускания, для сравнения ля первой октавы, как известно, составляет 440 Гц. Считаем, что для нашего случая такое деление подойдет. Вот только хотелось бы найти два больших динамика, по одному на каждый канал. Смотрим схему…
Не совсем музыкальная схема. В положении, занимаемом системой, идет фильтрация голоса. Диапазон 300-3000 Гц. Переключатель подписан Narrow, переводится, как полоса. Чтобы получить Wide (широкое) воспроизведение, опускаем клеммы. Поклонники музыки могут выкинуть полосовой фильтр Narrow, любителям бороздить скайп рекомендуем избегать поспешного решения. Схеме напрочь исключит петлевой эффект микрофона, известный повсеместно: пронзительное гудение вследствие переусиления (положительной обратной связи). Ценный эффект, даже военный знает сложности использования громкой связи. Владелец ноутбука осведомлен…
Для устранения эффекта обратной связи изучите вопрос, найдите, на какой частоте резонирует система, отрежьте лишнее фильтром. Очень удобно. Касательно популярной музыки микрофон отключаем, уносим подальше от динамиков (случай караоке), начинаем петь. Фильтры верхних и нижних частот оставим неизменными, изделия просчитаны неизвестными западными друзьями. Испытывающим затруднения, читая иностранные чертежи, поясняем, схема изображает (полосовой фильтр Narrow отброшен):
- Емкость 4 мкФ.
- Неиндуктивные сопротивления R1, R2 номиналом 2,4 Ом, 20 Ом.
- Индуктивность (катушка) 0,27 мГн.
- Сопротивление R3 8 Ом.
- 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.
Высококачественные звуковые колонки для домашней звукоусилительной аппаратуры воспроизводят НЧ-сигналы с частотой 30-50 Гц, что соответствует длине звуковой волны 7-10 м. Чтобы эффективно излучать такие колебания, нужны динамические головки с большим диаметром диффузора (существуют экземпляры d 400 мм). Однако на практике чаще всего применяются «динамики» размером от 200 до 300 мм. Их собственная резонансная частота составляет 15-30 Гц.
Когда на головку подают звуковой сигнал, ее подвижная система колеблется, излучая в обе стороны одинаковые по силе, но противоположные по фазе звуковые колебания, которые имеют ненаправленный характер. Корпус «динамика» не в состоянии изолировать одну от другой области сжатия и разрежения воздуха. В результате в точке слушания звуковое давление имеет низкий уровень. Это явление известно в технике как акустическое короткое замыкание. Устраняют его, помещая акустический излучатель в закрытый ящик (рис. 1). (Символы на рисунках обозначают: а - ширину, Ь - глубину, с - высоту ящика, х - толщину материала, (1 - толщину планки). Часто в нем делают одно или даже несколько отверстий, располагая их в определенных местах корпуса (рис. 2). Такие отверстия называются фазоинвер-торами, или басрефлекторами. Их разновидность - пассивный излучатель (рис. 3), представляющий собой неподключенную динамическую головку. Расположение отверстий на передней панели корпуса звуковой колонки выбирают таким образом, чтобы обратное излучение совпадало с фронтальным, повышая тем самым низкочастотное звуковое давление.
Важное значение для акустических колонок имеют их размеры, форма и материалы, из которых они сделаны, внутренняя «начинка» и оформление лицевой панели. Тем самым корпус влияет на технические параметры установленной в нем динамической головки и прежде всего на повышение ее собственной резонансной частоты. Немаловажную роль здесь играют диаметр диффузора и «литраж» корпуса. С увеличением его объема и уменьшением размеров подвижной системы резонансная частота изменяется незначительно. Если же головку с большим диффузором установить в сравнительно небольшой ящик, резонансная частота заметно изменится - низкие частоты «срезаются», и в результате эффективный частотный диапазон колонки сужается. Иными словами, неправильно подобранный по объему корпус может ухудшить качество воспроизведения даже очень хорошей динамической головки.
Для эффективной отдачи головки на низких частотах болгарские радиолюбители рекомендуют выбирать объемы колонки, исходя из приведенных в таблице данных.
При использовании фазоинвертора также необходимо выполнять определенные требования. Отверстие под него должно быть расположено на расстоянии не менее 60-80 мм от НЧ-головки и в 40-50 мм от задней стенки корпуса. На таком же расстоянии от отверстия укладывают и звукопоглощающий материал. Лучше, если фазоинвертор расположен под НЧ-головкой.
Рекомендуемые размеры для фазоинверторов зависят от «литража» колонки и диаметра диффузора головки. Так, с головкой d 125 мм, установленной в корпусе с внутренним объемом В дм3, труба фазоинвертора имеет d 50 (46) мм и Ь=60 мм. Для громкоговорителя объемом 16 дм3, диаметр диффузора которого равен 160 мм, нужна труба d 50 мм и длиной 100 мм. Соответственно для головки d 200 мм при объеме У=30 дм3 размеры трубы составят d 75 мм, Ь = 100 мм. У громкоговорителя d 300 мм, при N4 = 60 дм3 труба должна иметь d 75 мм и Ь = = 220 мм.
Форма корпуса, как внутренняя, так и наружная, также влияет на частотную характеристику громкоговорителя. Наиболее приемлема - сферическая, а самая неподходящая - куб, когда динамическая головка расположена в геометрическом центре одной из его сторон. В цилиндрическом корпусе наиболее благоприятное расположение головки - поперечное (рис. 4а), а не продольное (рис 46), хотя крепить ее в последнем случае намного про це.
Если корпус имеет наиболее распространенную форму параллелепипеда, низкочастотный «динамик» лучше всего установить несимметрично относительно сторон отражательной доски (рис. 1).
Разновидность колонки в форме параллелепипеда показана на рисунке 5.
Хорошие акустические данные у громкоговорителя с корпусом в виде треугольной призмы (рис. 6) или усеченной пирамиды (рис 7, 8).
Для объема 5-10 дм3 и мощности «динамика» 6-10 Вт достаточна толщина стенок ящика 8-10 мм, а для V =» 40-60 дм3 и мощности 40-100 Вт - остальные - из фанеры или ДСП. Однако при больших габаритах корпуса и значительной мощности динамической головки в нем все же могут возникать нежелательные вибрации. Чтобы их избежать, стенки колонки стягивают деревянными рейками сечением 40 X40 мм или металлическими прутками d 6- 10 мм (рис. 10).
Фазоинверторы изготавливают из пластмассовых или металлических (например, дюралюминиевых) труб с толщиной стенок не менее 2 мм.
Минералы также применяют в качестве материала для постройки колонок. На первом месте стоит мрамор. Благодаря слоистой структуре он хорошо гасит звук, и поэтому в нем не возникают резонансные колебания. Мрамор легко обрабатывается, но как недостаток следует отметить, что он тяжел и хрупок.
Стенки корпуса соединяют между собой одним из способов, показанных на рисунке 11. Легче изготовить ящик со съемными передней и задней панелями.
Сначала вырезают боковые стенки. Перед сборкой к ним необходимо приклеить и затем прибить мелкими гвоздями ограничительные монтажные рейки размером 15X15 или 20X20 мм и длиной, указанной на рисунке 12.
Стенки корпуса склеивают клеем «Универсал» или С-200 и через каждые 15-20 мм вбивают тонкие гвозди для большей надежности крепления. Ящик будет еще крепче, если по его углам вклеить дополнительные бруски (рис. 13). Свободные места заливают эпоксидкой. По собранной таким образом обтяжке определяют размеры лицевой и задней панелей. Их изготавливают из дерева хвойных пород. Исходя из имеющихся динамических головок, намечают расположение отверстий под них (рис. 14).
Колонки часто украшают декоративными рамками из деревянных реек сечением 15×15 мм. Радиоткань натягивают на отражательную доску и закрепляют кнопками или мебельными гвоздями.
Внутренний объем колонки заполняют каким-нибудь звукопоглощающим материалом, например стекловатой. Количество ее определяют путем измерения резонансной частоты. Наполнение корпуса считается нормальным, если она снизилась на 10-12%. Опытным путем установлено, что для этого потребуется 30-40 г стекловаты или 10-15 г полиэстероновой ваты (ямболена) на 1 дм3. Можно использовать и ветошь. Звукопоглощающий материал помещают в чехол из плотной ткани.
Если размеры корпуса правильно выбраны и он тщательно уплотнен, то при аккуратном нажатии на диффузор низкочастотной головки ее подвижная система плавно возвращается в первоначальное положение. Отсутствие такого явления свидетельствует о наличии акустических потерь, снижающих звуковое давление на низких частотах на 1-2 дБ.
На сегодняшнем рынке акустической техники представлено множество звуковых систем – они могут быть разного типа, мощности и дизайна, подобрать можно колонки на любой вкус и под любые потребности. Однако не всегда покупные колонки являются идеальным вариантом. Многим хочется попробовать сделать акустические устройства своими руками – от осознания того, что это не продукт с китайского завода, а нечто, созданное собственными силами, колонки даже станут субъективно лучше звучать.
Конечно, купить колонки гораздо проще и, вероятно, дешевле. Но собрать свои собственные колонки не так уж трудно. Сложность процесса зависит от нескольких факторов:
- Какие колонки вам нужны. Хочется ли собрать полноценную многоканальную систему или простую стереопару, мощными они должны быть или не очень, широкополосными или многополосными. От всего этого зависит, в первую очередь, сложность расчетов, а затем уже – сложность сборки.
- Количество имеющихся деталей. Масштаб проекта может быть разным – кто-то собирает только корпус, а электрические детали покупает в готовом виде, а кто-то самостоятельно делает даже контролирующую микросхему (кроссовер) и усилитель. Единственное, что во всех случаях покупается – это динамические излучатели, поскольку собрать их вне заводских условий практически невозможно.
- Опыт и навыки. Главное, что нужно иметь – прямые руки, способные на достойном уровне заниматься деревообработкой, поскольку в случае сборки колонок своими руками именно от качества изготовления корпуса зависит итоговое качество акустической системы.
Если вы уверены, что готовы самостоятельно собрать колонки, нужно заготовить инструменты и материалы, и можно приступать. Оставим в стороне вопрос о том, какого типа будет итоговая акустическая система – это не важно, общие принципы сборки аналогичны независимо от того, собираются ли маленькие фронтальные колонки или огромная и мощная система 5.1. Отличаться будет, в принципе, только объем работ и количество расчетов.
Проектирование колонок
Прежде, чем приступать к изготовлению акустических устройств своими руками, нужно разобраться, из чего и в каком виде они могут быть сделаны. В первую очередь следует узнать, каким может быть корпус колонки.
Качества корпуса играет огромную роль в придании звуку чистоты и громкости. Если коробка будет собрана с грубыми конструктивными ошибками, последствия могут быть самыми разными – от простого ухудшения качества звука (например, он будет слишком глухим) до полной неработоспособности колонки. Не стоит волноваться раньше времени – точно все рассчитав, все получится на весьма достойном времени. Если какие-то огрехи и будут, вряд ли их можно будет определить невооруженным ухом. Стоит также помнить, что в работе с деревом дециметр погрешности – не погрешность, так что незначительные ошибки вполне простительны.
Первое, что нужно выбрать – это форма будущих колонок. Она может быть практически любой, но для самостоятельной работы лучше всего выбрать традиционную прямоугольную форму. Если планируется изготовление не широкополосной колонки, а сабвуфера, то форма должна быть кубической. Учтите также, что при изготовлении низкочастотной колонки требуются максимально точные расчеты объема колонки, а также фазоинвертора, иначе басы будут воспроизводиться недостаточно качественно, что сведет смысл работы на нет.
Размеры колонки могут быть также разными. Если будет использоваться большой набор динамиков – вплоть до трех среднечастотных, одного высокочастотного твиттера и низкочастотного сабвуфера – колонка, разумеется, должна быть высокой. При этом она может быть узкой – объема вполне хватит для качественного звучания. В целом, о расчете объема можно сказать много – но все особо точные расчеты не имеют особого смысла, если вы не обладаете ушами, способными улавливать малейшие отклонения амплитуды звука от идеально прямой линии. Так что достаточно приблизительно подсчитать необходимый объем, исходя из диаметра и мощности динамического излучателя. Если колонка многополосная, за основу берется низкочастотный громкоговоритель.
Один из важнейших моментов – правильный выбор материала. Стенки корпуса колонки могут быть сделаны из разных видов материала, главное, чтобы он отвечал трем требованиям:
- жесткость – чтобы стенки не гнулись под действием вибрации динамиков;
- легкость;
- доступная цена.
Лучше всего подходит древесно-стружечная плита средней плотности, или МДФ. Цельное дерево не подойдет по той причине, что оно слишком гибкое и создает эффект резонанса. Кроме того, колонка не является абсолютно статичным объектом – при работе в ней всегда происходят незаметные невооруженным глазом колебания и подобные движения, из-за чего непрессованная древесина сравнительно быстро рассыхается и приходит в негодность. Одна из немногих пород дерева, которая может быть использована для производства колонки своими руками – это эбен, или черное дерево, которое является самым твердым из всех сортов древесины, а также идеально полируется. Однако, черное дерево весьма дорогое, поэтому в большинстве случаев не подойдет – все-таки одной из целей самостоятельной работы является экономичность.
Еще один возможный вариант материала – многослойная фанера. Ее легко обрабатывать, а после сборки корпуса можно отделать любым декором – например, натуральным шпоном. Единственный ее минус – не самая высокая жесткость, так что для большей прочности конструкции придется дополнительно выпиливать ребра, которые будут помещены внутрь короба.
Кроме описанных материалов возможно использование ГВЛ или ЦСП – они сами по себе обладают неплохими показателями звукоизоляции, что позволяет несколько сэкономить на защитном материале. Однако они имеют высокую массу и весьма непросты в обработке. Пластик и вовсе использовать не рекомендуется – оставим полимеры заводским производителям. Таким образом, лучше всего остановить выбор на ДСП, особенно ламинированной – она и по свойствам лучше, и выглядит неплохо, имитируя практически любой материал – например, то же черное дерево.
В итоге колонка должна иметь следующие качества:
- Ровную амплитудно-частотную характеристику – этот параметр отражает качество звука, поскольку представляет собой разницу между получаемым электрическим сигналом и выдаваемыми звуковыми волнами. Именно на получение идеальной АЧХ должны быть направлены все усилия при изготовлении самодельной колонки. На качество АЧХ влияет множество факторов – это и правильность расположения деталей колонки внутри корпуса, и качество использованных материалов, и даже окружающая среда.
- Достойный КПД. Поскольку в динамике электрический сигнал преобразуется в механические движения диффузора – колебания его мембраны, которые и создают звук – коэффициент полезного действия всегда получается весьма низким. Нужно постараться поднять его как можно выше. Помочь в этом сможет правильный подбор деталей.
- Субъективное качество звука – колонку должно быть приятно слушать, потому что пользоваться ею будет не прибор для измерения характеристик звука, а вы сами.
- Симпатичный дизайн – чем привлекательнее выглядит колонка, тем приятнее будет пользование ею.
Полностью подготовившись к работе и начертив примерный проект колонки, можно приступать к изготовлению колонки своими руками.
Технология создания акустического устройства
Один из главных принципов, которым нужно руководствоваться при работе – аккуратность. Нужно максимально внимательно производить все замеры, прежде чем приступать к выпиливанию деталей, а перед их скреплением необходимо все примерять друг к другу.
Этапы изготовления колонки таковы:
- На заготовленных листах ДСП расчерчиваются стенки будущего корпуса. На стенках нужно разметить места для установки динамиков – отверстия должны быть круглыми и идеально подходить под размеры излучателей, чтобы в итоге не было никаких щелей.
- Детали выпиливаются. Если доска лакированная, лучше пилить ее отделанной стороной вверх, чтобы не повредить декоративное покрытие.
- Как скрепить стенки колонки? Можно воспользоваться двумя способами: либо использовать клей или эпоксидную смолу, либо просто скрутить шурупами. В первом случае нужно делать все очень осторожно, чтобы колонку не перекосило. Для прижатия смазанных клеем деталей друг к другу можно воспользоваться системой тисков. Скреплять стенки тонкими шурупами также нужно аккуратно, чтобы они вошли под идеально прямым углом.
- Корпус должен быть герметичным, поэтому, если стыки стенок недостаточно плотные, щели нужно заполнить войлоком, пропитанным клеем. Если задняя панель будет съемной, по ее краю нужно наклеить полимерный или резиновый уплотнитель.
- Если короб будет закрытым, вместо обивки стенок звукоизоляцией вату или поролон можно засыпать прямо так, заполнив им весь объем колонки. Главное, чтобы он не соприкасался с задней поверхностью диффузора. Кроме того, должен быть сформирован канал от излучателя до фазоинвертора.
- Не обязательно производить расчеты длины фазоинвертора – она прекрасно подбирается опытным путем. Диаметр же подсчитать легко – например, для динамика диаметром более 100 мм отлично подойдет труба шириной 5 см. Длина же определяется следующим образом – берутся две самодельные трубки из картона и вставляются друг в друга, а затем размещаются в отверстии, предназначенном для фазоинвертора. Затем колонку нужно включить и двигать трубки относительно друг друга до тех пор, пока поток воздуха из отверстия не станет наиболее активным.
- Когда корпус будет собран, останется только разместить в нем динамики и усилитель. Излучатели подключаются либо последовательно, либо параллельно в зависимости от требуемых характеристик колонки.
При соблюдении технологии у вас, несомненно, получится весьма качественная колонка.
Создание колонок своими руками: видео
Данный материал посвящаю всем самодельщикам и желаю им удачи в работе.
Начало
Дорогие друзья, разрешите представиться. Зовут меня Юрий. Имя получил в честь Юрия Алексеевича Гагарина, как и многие мальчики в тот период. Настолько он был популярен, когда я родился. Видимо, энергетика того времени и имени первого космонавта, в какой-то степени передалась мне и стала частью души, требующей активности. В школьные годы активность была разнонаправленной, но не включала в себя учебу. В жизни это не стало помехой. Технический университет закончил с отличием. Профессию свою, выбранную по принципу максимальной сложности специальностей, предлагаемых ВУЗом, в который поступал, не сменил и зарабатываю ею по настоящее время. Учили меня на конструктора гидравлических машин и средств их автоматизации.
В свободное от работы время всяческие увлечения не отпускали и дальше. В очередном душевном порыве, случившимся совсем недавно, открыл для себя замечательный магазин Аудиомания, в частности, его раздел «Сделай сам». То, что там увидел при первом посещении, было мечтой молодости. Правда, в те времена такого представить было невозможно. Ассортимент этого магазина открыл для меня дверь в мир реализации задумок. Думаю, как и для многих других, одержимых идеями, людей.
Кроме увлечения аудиотехникой, сопровождающего меня по жизни, люблю фотографию, читаю фантастику (обязательно о космических путешествиях – отрабатывает та самая энергетика). И еще одно увлечение – почти дюжину лет мастерю мебель из дерева. Сейчас уже имеется серьезный опыт краснодеревщика, который позволяет изготавливать мебель профессионально.
Создание акустики, о которой пойдет речь - одно из давних моих увлечений. Но, накопленный опыт, сегодняшние возможности и новые желания позволили поставить перед собой сложную задачу – создать акустику для дома, передающую динамику, масштабность и эмоциональность концертного исполнения музыки.
Всем читателям – мое безмерное расположение и наилучшие пожелания.
Юрий Кобзарь
Я – любитель. Буду стараться писать только о конкретике. Поделюсь своим практическим опытом по созданию акустических систем высокого уровня. Адресую эту информацию таким же любителям, которым нравится качественный звук, получающим удовольствие не от фона, а от прослушивания музыки. Людям, которые в мире звуков, имеют предпочтения и любимые записи.
Весной 2017 со мной нечто произошло. Вечером на веранде до ушей донеслось птичье чириканье, повеяло настоящим теплом, где-то зазеленело, прилетел первый растительный аромат, захотелось пригубить вина и послушать музыку. Не анализируя (можно все списать на флуктуации души), я почувствовал потребность, и у меня возникла идея обзавестись хорошим звуком для дома. Причем, «музыка» то в доме есть. Но в тот момент термин хороший звук вдруг приобрел иной смысл. В голове встали воспоминания от случайного прослушивания музыки в магазине (в комнате хай-энда), великолепной возможности ощутить звук высочайшего качества у нескольких друзей. Все это случилось годы назад, но потребность в хорошем звуке оформилась именно весной семнадцатого. Несмотря на то, что трепетное отношение к «хорошей» музыке сопровождало меня всю жизнь, и практически всегда была возможность слушать звук приличного качества, вдруг стало ясно: звучащая из акустики музыка должна быть не просто чистой, детальной, мощной, глубокой, естественной, завораживающей или даже потрясающей (тело на большой громкости – шутка). Воспроизведенный акустикой звук должен передать эмоции: солистов и музыкантов, и всех тех, кто готовит запись для нас – слушателей.
По предварительным оценкам, возможно завышенным, купить такое оборудование – оказалось не по карману. Размениваться на хорошее доступное – не хотелось. Таким образом, встала задача построить самому акустику максимально высокого класса, доступного в домашних условиях. Без лабораторий, высокоточных измерений, но, чтобы порода, солидность и элитность звука была неоспорима. Чтобы от прослушивания создавалось именно такое впечатление.
В качестве небольшого отступления следует сказать, что задумка имела базу. Определенные навыки в моем распоряжении были: в юности построил акустику в «закрытом ящике». Был счастлив от ее звука. Были спаяны различные транзисторные усилители, одна модель чрезвычайно качественная. Сейчас, кроме прежних подзабытых знаний, навыков и опыта, добавилась любовь к изготовлению мебели из дерева и некоторый набор столярного инструмента. Дополнительно захотелось обзавестись и качественным ламповым усилителем. Дабы сократить реализацию задуманного предложил участие своему другу-энтузиасту и самоделкину, имеющего базу радиофака УПИ (Уральский государственный технический университет). Условились, что акустика (подборы, расчеты и воплощение) будет моей задачей, ламповик – его часть.
С вот такой позиции начали «трясти стариной».
Выбор
Вопрос построения АС был начат с изучения теории и сопутствующих материалов. Передо мной, как и перед многими строителями собственных акустических систем, встал вопрос выбора акустического оформления. Знания, информация, мнения начали копиться и систематизироваться, но ответ на вопрос о типе акустического оформления АС оставался открытым. В это время моему напарнику стали доступными три широкополосные головки 75ГДШ3-1. В местном ДК задумали выбросить два сценических сабвуфера, проработавших на протяжении 30-ти с лишним лет. В каждом стояло по два динамика. В одном из них динамик вышел из строя, отсюда и решение выбросить. Прослушивание динамиков «на полу» подтвердило ожидание «отсутствующего звука». Прослушивание в родном сабвуферном корпусе – оценки не изменило. Практически без энтузиазма начал копать интернет на тему применения в АС динамиков имеющегося типа. Быстро нашлись материалы товарищей, уже построивших АС на основе этих динамиков. Приглянулся вариант с «тэкувэтэ» (tqwt) труба Войта – материал прикладываю, авторство не установлено см. ссылка). Понравился этот вариант, в том числе, из-за «открытого корпуса», к которому уже возникли некоторые симпатии. Почему: отсутствие демпфирования динамика или минимальное по необходимости. Другими словами динамической головке не создается препятствий при работе, а это, как я понимаю, означает минимум условий для создания внешнего сопротивления и, как следствие, искажений. Еще, резонансная частота динамика в корпусе с трубой не изменяется. Это, в свою очередь, должно обеспечить воспроизведение более богатой басовой составляющей, являющейся основой ритма, обеспечивающей объемность звука и усиливающей психоэмоциональное восприятие музыкальной программы. С внутренним сопротивлением (после прослушивания динамиков), опаской получить слабый результат и, все же, надеждой купил три листа строительной фанеры 12мм для повторения в материале предложенной конструкции. Доработка состояла в применении радиусных переходов в каждом углу (впервые гнул фанеру), установки ребра жесткости внутри (учитывая габариты и толщину материала) и устройство жесткой съемной задней стенки для удобства работ по последующему возможному демпфированию.
Технологию изготовления не даю. Раскрой тоже. Учитывая свой опыт работ с деревом – считаю, что у каждого мастера, берущегося за изготовление такой конструкции, будет своя специфика конструирования и работ по изготовлению. Специфика связана с условиями, навыками и набором инструмента. Я привык работать с клеем, отказавшись от металлического крепежа (кроме съемной задней стенки). Это обеспечивает отсутствие технологических реек, забирающих объем, дающих дополнительную геометрию в канале звука, что с моей точки зрения – дипломированного гидравлика – не есть хорошо для движения звуковой волны по каналу. А задача, между прочим, стоит в создании условий для ее плавного, ламинарного (есть такой термин, означающий отсутствие завихрений) движения по каналу. Это снижает вероятность возникновения призвуков, ненужных для высококлассного звука.
Звук построенной АС удивил сразу. Могучий, яркий, красивый и отличный от моих фирменных трехполосных фазонверторных (ФИ) колонок английского бренда. Значительно отличный. С ударением на слово «отличный». Удивление усиливалось тем, что там же – Англия, интеллект инженеров и масштабное производство, а здесь 35-летнее чудо в фанерном ящике. После того, как первый всплеск эмоций утих, стало понятно, что одного динамика для этой АС мало. Не хватает верхов и … низов. Бас низкий, красивый, с множеством оттенков (чего не слышно на ФИ) и, в то же время, слабый. Можно себя уговорить на такой звук, но недостаток заметный.
Посомневавшись в способности этого динамика играть басы в широкополосной АС, построил сужающийся лабиринт – трансмиссионную волновую линию (ТВЛ). По отзывам в сети – это как раз то, что необходимо. Описываю без подробностей и аргументов в пользу такого решения. Не привожу рекомендаций и зависимостей построения ТВЛ. Все есть в интернете. Эту конструкцию сделал более технологичной: с катетами, без скруглений. Следует отметить, АС получилась более компактных размеров. Вот ее разрез.
Многие авторы в сети упоминают о важности правильно сделанных расчётов трансмиссионно-волнового канала, отсутствия фундаментальных ошибок, сложности конструкции и необходимости точного ее повторения при изготовлении. При этом, кроме геометрии и правил выбора динамиков в их подходе собственно ничего и нет. При вычерчивании конструкции АС с ТВЛ меня сопровождало чувство глубокого понимания механики, но не акустики. Все делал на веру. Ведь много людей делилось уже практическим опытом, достигнутым результатом и фотографиями. Многих устраивал полученных звук. Это ведь весомый аргумент.
Снова взял строительную фанеру. На сей раз, два листа, с учетом остатков от предыдущего варианта. Изготовил быстро и точно. Следует подчеркнуть избыточную жесткость корпусов таких конструкций, даже при использовании фанеры 12мм.
Итак, ощущение от прослушивания – очень хорошо. Недостатки те же. Если нехватка верхов – это конструкция динамика, то нехватка басов – вопрос корпуса. Следует сказать, что бас стал более выразительным и подчеркнутым. Это было отмечено независимо всеми участниками прослушивания. Неожиданность состояла в следующем. Вначале прослушивание велось каждой колонки в отдельности. Хотелось услышать ее возможности, сравнить с другим вариантом. Тем более, первый эксперимент повторения конструкции дал только одну колонку. Потом их подключили вместе. Эффект оказался потрясающим. Возникла не только панорама звука, сцена. Прежде всего, преобразился сам звук. Его мощь, открытость, легкость ошеломили! Да, позднее, прослушивая неравноценную пару АС, пришлось поднять ВЧ и НЧ на усилителе. Но звук был не просто красивым. Он держал, притягивал к себе. Любимые треки звучали так, как будто слушал их впервые. На многих стали слышны оттенки басов и средних частот, о существовании которых раньше с английскими напольниками даже не подозревал. Подруга супруги, присутствующая с ней в доме в соседней комнате во время тестирования пары АС на различной громкости и стилях: камерная музыка, джаз, электроника, уходя, сказала, что побывала в филармонии или на концерте. Эта фраза была не деликатность по отношению к хозяевам, а похожа на правду. Распространение звука по сопредельным комнатам оказалось приятным сюрпризом. Это будет важным моментом при приеме гостей для создания легкого ненавязчивого музыкального сопровождения в нескольких зонах сразу. Аппаратуру стал включать при каждом проходе мимо. И, в конце концов, после трех дней, сдался окончательно и попросил будущего владельца забрать этот тестовый вариант акустики себе домой для прослушивания, пока не наступит время изготовления АС парадного вида.
Вывод был таким: если бы состоялся выбор АС в магазине – звук полученных АС (не фанерный вид конечно) меня бы устроил полностью. О полученном звуке сказано скромно. Звук грандиозный. Когда звучит пара колонок, высоких частот становится практически достаточно. Это не песок, динамик его не может воспроизвести. Но то, что он воспроизводит – уже удовлетворяло нашим требованиям. Полученное звучание потрясало, переворачивало что-то внутри, возникали комки в горле. Без преувеличений. Оставалась только одна «заноза» – НЧ на усилителе было выкручено на максимум. Тем не менее, звук понравился и хозяину АС. Позднее даже было решено окончательный вариант изготовить на основе ТВЛ: габариты и звучание баса взяли верх.
Мытарства
Тем временем актуальность приобрел вопрос создания АС для «собственного употребления». Высока вероятность, что после АС на динамиках 75ГДШ3-1, наступил бы конец поискам хорошего звука. Довольно быстро это случилось, да и попало почти в точку. К счастью или, к сожалению, но второй пары головок 75ГДШ3-1 или 3-3 не нашлось. Ползая во всемирной паутине, собирая и анализируя информацию, продолжая обучение, начал пристально рассматривать акустику английской фирмы Tannoy. Идеальная колонка – устройство, способное линейно воспроизвести весь спектр звука из одной точки. А жизнь состоит из компромиссов. Создание акустики – поиск оптимума среди множества компромиссов. Каждый вариант АС решает свои задачи, и становится инструментом в руках маркетинга: удачное сочетание динамиков в акустической системе, красивое (правильное) разделение частот, выпяченный бас, цокающая пищалка, уникальное оформление, использование ценных пород дерева в корпусе или просто – известный бренд. Все вместе или по-отдельности призвано убедить покупателя в правильности выбора. Старшая акустика Tannoy (Westminster и Canterbury) меня заинтересовали внешне, да и построена всего на одном динамике. Звук из одной точки! Старинная, известнейшая фирма, сохраняющая свое ведущее положение по сей день, имеет своих почитателей. Вскоре узнал, что акустика Tannoy все же двухполосная, но динамики НЧ/СЧ и ВЧ стоят соосно. В инженерном плане, такое решение оказалось сильно привлекательным. Великолепное решение. В той же сети прочел похвалу одних и разочарования других владельцев этой акустики после перемещения ее из салона себе домой. Вспомнил, что сам оценил звучание Tannoy несколько лет тому назад в комнате для прослушивания одного магазина. Тогда мне больше понравился вариант Cornwall американского Klipsch. И пришло еще одно понимание – хорошая акустика звучит не всегда хорошо (на различном музыкальном материале и в разных помещениях), и этот факт нужно было как-то учесть при конструировании собственной АС. К примеру, Tannoy оснащены двумя регуляторами для подстройки СЧ и ВЧ.
Учитывая необходимость в принятии компромиссов, возникло намерение создавать нечто подобное Tannoy Westminster или Canterbury. Оказалось, что по «доступным» ценам в Китае можно заказать полные копии АС Canterbury. Они даже предлагают свои динамики. Отзывов о качестве системы и звуке не нашлось. Решил не рисковать. Проанализировав накопленную информацию, приступил к поиску конструкции акустики Tannoy. Кое-что нашел для АС Westminster, а в одном польском чате – 150 фото процесса изготовления копии этой акустики. Решение повторить почти случилось. Остановило планирование места установки. Все-же, Westminster созданы для большого пространства. В комнату обычной квартиры их установить, конечно, можно, однако в глаза бросается несоответствие габаритов жилого помещения и двух огромных АС. У меня частный дом и доступно некоторое свободное пространство для размещения. Тем не менее, этот вариант (со скрипом) был отклонен от воплощения. Из-за габаритов и, из-за недоступности родных танноевских динамиков (а равно – их высокой стоимости). Кроме того, конструкция будет в большой степени наугад (точные чертежи отсутствуют). Ожидать высокого качества звука, в таком случае, не приходится. Хотелось иметь контролируемый процесс. Изучение вопроса продолжалось, а коаксиальный танноевский динамик не давал покоя. Не скрою, продолжал искать разумные возможности по приобретению танноевских головок пока не наткнулся на испанскую Beyma. Этот производитель предлагает заинтересовавшую меня конструкцию соосного двухполосного динамика. Вот фото соосно установленной пищалки в центре низкочастотника.
Характеристики по полосе воспроизводимых частот были не такими «шикарными» как у Tannoy. Но, помнится, когда еще в молодости с друзьями подключали к генератору звуковых частот разные головки, то было удивление от ограниченного участка слышимых частот. Особенно был интересен эффект по низкой частоте: визуально наблюдаются значительные перемещения диффузора динамика и при этом звук практически отсутствует. Поэтому, как следует посомневавшись, остановил выбор на динамике 15XA38Nd испанской Beyma с неодимовым магнитом. Конечно, смущало отсутствие в сети следов применения этого динамика для домашней акустики: и на российских, и на западных ресурсах. Смущал номинал мощности динамика: 350 Вт для НЧ и плюс 90 Вт для ВЧ. Успокаивал размер головки 15 дюймов. Остались в голове строки, прочитанные у кого-то в сети: «…передача грандиозного характера звука концертного масштаба достигается головками 12 дюймов и выше». С таким утверждением я был согласен в душе. Да и параметры Westminster и Canterbury подтверждали правильность этой фразы. Также было понятно – габариты акустики с этими головками будут значительными. Но характеристики динамиков, их заявленная чувствительность в -99 дБ последние сомнения потеснили. Решение рискнуть было принято. Характеристики головки, кому это интересно, найдете в сети или Аудиомании.
Динамики заказал, ждать доставки пришлось почти три месяца. В это время снова вернулся вопрос акустического оформления. Без отступлений скажу – серьезно помог утвердить свой выбор материал «Лабиринт Рогожина». Его можно легко найти в сети. Ссылку не привожу, так как автор просит предварительного согласования (хотя материал доступен бесплатно). Но там, спасибо Рогожину, приводятся и обоснования, и практические рекомендации. Рискну сделать заявление: это единственный материал без воды, по делу, с полным набором рекомендаций для практического выхода на результат. Отсюда его популярность.
После этого этапа, мытарства с принятием решения остались позади. Впереди были приятные тяготы ночных акустических расчетов и конструирования корпуса АС.
Немного «вокруг да около»
Все изложенное выше, условно кратко представляет пройденный путь. Описал его для тех, кому интересно создание высококлассной АС своими руками, кто сталкивается с подобными вопросами. Здесь описан процесс разработки АС с нуля, и путь был пройден полностью до создания прототипа. Кто пожелает, может тоже пройти всю дорогу, более осознано. Кому-то будет доступно срезать на ней углы.
Несколько слов о лабиринте Рогожина. Привлекательность этой конструкции состоит не только в возможности получить великолепные результаты звучания акустики (я то говорю об этом уже с пониманием), но еще открывает возможности конструирования внешнего вида и внутренней архитектуры в самом широком диапазоне. В конечном счете, эта технология позволяет создать АС «под себя». Такой себе индпошив. Это чрезвычайно удобно и привлекательно. Наверное, все понимают разницу между купленным готовым шкафом и встроенным или сформированным по конкретным требованиям. Функциональность, адаптивность у второго варианта выше. Если учесть возможность создания внешнего вида по своим требованиям, связать внешний вид АС, цвет с интерьером в зоне размещения, ценность варианта дополнительно возрастает.
Не скрою, понимание цели при акустических расчетах по рекомендациям Рогожина должно быть ясным. На первом этапе это достигается соблюдением данных в материале инструкций и, уже на втором этапе,.. обретенным опытом. Дабы достичь желаемого результата мне пришлось выполнить множество акустических расчетов для получения оптимумов и построить шесть опытных вариантов с тем, чтобы выйти на седьмой – окончательный. Сравнивая полученный результат в материале и звуке можно уточнить выполненные расчеты и сделать правильный выбор варианта, подогнав его под свои предпочтения, обеспечив великолепное звучание АС.
Тем, кто не устал
Совсем уж практическая сторона. Итак, выбор динамических головок позади, выбор конструктива (лабиринт-канал) тоже. По рекомендации Рогожина установил программу Hornresp австралийского разработчика. Выполнив пошаговые инструкции, получил первый результат. Скажу так, практически вслепую пришлось выполнить не менее сотни расчетов для обеспечения всех требований. К чему нужно стремиться – инструкции даны Рогожиным. Далее делюсь собственным опытом.
Первым делом – фото выполненных попыток найти желаемый звук:
Здесь представлено пять вариантов корпусов для одного типа динамика. Все варианты, кроме последнего (это шестой вариант, полученный переделкой пятого), выполнены в размере 1520 мм в высоту (высота фанерного листа). Ширина и глубина корпусов различная и зависит от расчетного сечения канала. Внутренняя архитектура – тоже различная. Первый вариант (правый корпус на первом фото) выполнен из фанеры 15 мм. Масса корпуса - около 70 кг (без отделки). Все последующие – фанера 12 мм и масса от 35 до 55 кг. Легкие вибрации незначительных участков поверхности на корпусах акустики толщиной 12 мм присутствуют при подаваемой мощности в 100 Вт. Если откровенно – развиваемое звуковое давление на такой мощности в ограниченном пространстве долго не выдержать. Хорошо, что соседей за стенкой нет.
Таким образом, при комфортном уровне громкости вибрации корпуса и призвуки не отмечены. Призвуков, кстати, не отмечено при любом уровне громкости.
Отладка кроссовера
Выше были описаны подходы и особенности создания акустического оформления АС. Следует отметить, что габариты и масса АС внушительные, мощность используемого динамика высокая. Когда акустические системы задумывались, было убеждение, что слушать их нужно при подводимой мощности в 0,5 Ватта. Это обстоятельство и было одним из ограничений при выборе динамика. Было сомнение, что мощный динамик обеспечит эффективную работу при малой подводимой мощности. Несмотря на имеющийся запас мощности, построенные прототипы АС выполняют эту функцию, обеспечивая великолепное звучание при минимальной подводимой мощности. Причем, не умаляя грандиозности звука.
В настоящее время, полученные АС подключены к усилителю фирмы Sony, у которого градуировка уровня громкости выполнена в децибелах. Поздно вечером, когда уже нет посторонних звуков, акустика великолепно и ярко звучит при громкости минус 66 дБ. Еще отмечу, что запас мощности динамиков гарантирует работу АС с минимальными линейными искажениями при любой громкости комфортного уровня.
Итак, отладка звука в кроссовере.
Первоначально полученный комплект динамиков и заказанные у производителя (компания Beyma, Испания) кроссоверы FD-2XA для этих конкретных динамиков меня разочаровал. Первое включение на малой громкости привело в полное недоумение. Звук был просто ужасен. На малой громкости басы почти отсутствовали. При росте громкости – превращались во что-то совершенно несуразное, издавая невероятное бормотание. Музыки, как таковой, не было.
После 3-4-часового прогона на высокой громкости (70-90 Вт) динамики заработали (прогрелись). Однако неудовлетворенность звуком не исчезла. Ни душевности, ни грандиозности басов, ни желаемых эмоций. Только похвальная детальность звука.
Как я уже упоминал ранее, отработка звучания выполнялась по двум направлениям: поиск оптимальных параметров лабиринта и работа с кроссовером. Наработки по лабиринту даны выше. Кроссовер так же преподнёс свои уроки. Его схема найдена в интернете. Представлял он собой фильтры первого порядка с цепью согласования входного комплексного сопротивления НЧ громкоговорителя. Частота раздела полос, по данным сайта Beyma – 1800 Гц.
Конечно, я мог бы подробно изложить все поиски и повороты настройки полученных фильтров, но что-то подсказывает, такое изложение будет скучным и малоинформативным. Изложу в тезисах.
- Оказалось, после отключения емкости 15 мкф, воспроизведение басов стало приятнее.
- Тесты показали, что на некоторых музыкальных композициях акустика дает слышимые искажения. Удалось установить, что искажения вносит ВЧ часть динамика. Искажения исчезают при смещении частоты среза ВЧ фильтра до 2500 Гц и выше.
- Для уменьшения яркости, можно даже сказать, «крикливости» динамиков в СЧ диапазоне вместо емкости 2,2 мкф лучше использовать емкость 0,68 мкф.
После таких изменений звук стал очень даже неплохим, но все же, устраивал не совсем. Попытка оставить НЧ динамик без индуктивности L1, не способствовала дальнейшему улучшению звучания АС. Все же, неравномерность АЧХ динамика нужно компенсировать. Индуктивность производителя сохранил на своем месте. Ее влияние хорошо ощущается.
И вот, после длительного прослушивания различных жанров, после попыток варьировать номиналы оставшихся элементов фильтров прямо во время прослушивания, «на ходу» так сказать, отключил RC-цепочку согласования (8,2 Ом и 8,25 мкф – указаны на схеме). Произошел потрясающий эффект. Ощущение вздоха динамика, обретшего свободу, до этого удерживаемого некой удавкой. Удерживаемый ранее звук вырвался, полетел, стал легким и благородным. Нельзя передать словами обретенную легкость и виртуозность обновленного звучания. Появился именно тот звук, от которого возникает внутренний отклик, по телу идет озноб, а льющаяся музыка заполняет все клетки мозга.
Следует еще отметить тот факт, что катушки индуктивности кроссовера Beyma несерьезны. Они намотаны медным проводом 1мм. Для НЧ динамика параметры индуктивности 1Ом и 1,44 мГн. На больших мощностях потеря энергетики баса гарантирована. Учитывая параметры индуктивности НЧ фильтра, полученные измерением, я заказал индуктивности для НЧ и емкости для ВЧ звеньев более высокого класса.
Итого:
Выполненная работа позволила адаптировать параметры резонансного канала к выбранному динамику и обеспечила звучание АС не ниже ожиданий, нарисованных сознанием. О звуке напишу ниже. Все работы заняли около пяти месяцев (выходные и вечернее время, учитывая наличие запала, время на прослушивание и анализ, на следующие расчеты и т.д.) и потребовали определенных затрат. Уверенно скажу – уровень звучания соответствует акустике ценового диапазона от двух миллионов рублей. Фактические затраты, особенно с учетом имеющегося оборудования несоизмеримо ниже. Пройденный путь был непростым. Созданная АС зазвучала не только благодаря точному или удачному расчету резонансного канала, интуитивно, в какой-то степени, выбранному динамику, своему подходу к моделированию и изготовлению корпуса. Напомню, построенная акустическая система двухполосная, наличие кроссовера обязательно. Работа с кроссовером также позволила внести свою лепту в окончательный звук и получить полезный опыт. Демпфирование в конструкции АС не использовалось. Возможно, предприму попытку оценить влияние демпфирования в конкретном случае. Могу сказать, что наработанный опыт позволил оценить упомянутые в начале два варианта изготовленных АС для динамиков 75ГДШ3-1, увидеть недостатки настройки на басах и внести коррективы.
Сейчас еще нет готового лицевого варианта АС для динамика 15XA38Nd. Есть проект. Выполнен новый расчет АС с динамиком 75ГДШ3-1 с увеличенной отдачей на басах. Новый вариант будет оснащен твитером . Учитывая имеющуюся рабочую загрузку и доставку дополнительно заказанных комплектующих, эти проекты будут реализованы не ранее октября-ноября текущего года. Результаты будут представлены. Часть проекта кабинета АС для головки 15XA38Nd показана ниже:
Звук
Не исключено, что у меня развитая сентиментальность. Достигнутое звучание двух-полосных АС то на одном, то на другом треках привели к душевному и сердечному трепету, к запиранию дыхания, провоцировали к повторному прослушиванию понравившихся композиций. Правильный или неправильный звук – не обсуждаю. Если звучащая АС вызывает у слушателя убеждение реальности от слышимой музыки, вокала, звуков и призвуков – цель уже достигнута. Если отдельные повороты музыкальной программы могут высушить горло, сделать глаза влажными – задача выполнена по максимуму. Склонен считать, что построенные прототипы будущих АС близки к заветному максимуму.
Скажу откровенно, не получив такого результата, я бы не позволил себе открыто делиться своими наработками. Возможно, кто-то скажет, новичкам везет. Мне же досталось двойное везение. Две пары великолепных АС на базе динамиков 75ГДШ3-1, выпущенных в советское время, вытянувших на себе 35 лет сценической жизни и пары новых, на базе динамиков 15XA38Nd испанской Beyma. Пусть повезло, но тому, кто посчитает возможным сделать подобные АС, учитывая предоставленные в материале дополнительные рекомендации, результат гарантирован. Для таких людей и пишу.
Эту статью прочитали 41 325 раз
Приветствую читателей «Датагора»! Хочу рассказать вам о создании акустической системы с применением технологии 3D-печати. С помощью 3D-принтера мне удалось построить необычную акустическую систему в форме шара, а также решить ряд дополнительных задач, возникающих при изготовлении акустики.
Хочу заметить, что я вовсе не пропагандирую применение пластмассы в качестве основного материала для построения АС.
Ещё со студенческих времён была у меня мечта - сделать колонки в форме шаров. Но доступные в те времена для меня методы создания корпуса нестандартной формы никак не вдохновляли меня. И вот, спустя много лет, я обзавелся 3D-принтером.
Теперь привожу мой перевод статьи Троэлса (Troels Gravesen) про «худшую в мире купольную пищалку Philips AD 0160». Думаю, советские, да и многие современные пищалки ему не попадались.
Скорее всего, мало у кого найдется именно эта пищалка (tweeter, не путать с Twitter-ом), но исследования Троэлса пригодятся самодельщикам для оценки качества и правильного использования пищалок.
С уважением, Сергей
Я вам покажу на реальном примере, что можно сделать со старыми колонками, а именно с их динамиками, чтобы получить улучшенное звучание.