Началось все с того, что полтора года назад купил двенадцатидюймовый низкочастотный динамик с целью собрать автомобильный сабвуфер. Но времени не хватало, и динамик залежался у меня в квартире. И вот полтора года спустя, наконец, решился собрать, но не автомобильный, а активный домашний сабвуфер. В этой статье буду описывать пошаговую инструкцию по расчету и сборке сабвуферов такого типа.
1. Расчет и конструирование корпуса (ящика) сабвуфера
Для расчета корпуса сабвуфера нам понадобятся:
- Параметры Тиля-Смолла для громкоговорителя,
- Программа для расчета акустических оформлений
1.1.Измерение параметров Тиля-Смолла для громкоговорителя
Обычно эти параметры указываются производителем в паспорте громкоговорителя или на их сайте. Но сейчас большинство громкоговорителей, продающихся на рынках (в том числе и мой громкоговоритель), не имеют указанных этих параметров или не соответствуют им (несмотря на многочисленные попытки, мне так и не удалось найти мой динамик в интернете, а о параметрах Тиля-Смолла уже и речи не могло быть). Поэтому нам придется измерять все самому.
Для этого нам понадобится:
- Компьютер или ноутбук с ХОРОШЕЙ (то есть с линейной АЧХ) звуковой картой,
- Программный генератор звукового сигнала, использующий выход наушников звуковой карты (мне лично нравится программа ,
- Вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ,
- Ящик с фазоинвертором,
- Резистор 150-220 Ом,
- Разъемы, провода и т д……..
1.1.1. Сначала проверим линейность АЧХ звуковой карты. Существует большое количество программ, которые автоматически измеряют АЧХ в диапазоне 20-20000Гц (при подключенном состоянии выхода наушников к входу микрофона звуковой карты). Но здесь я буду описывать ручной метод измерения АЧХ в диапазоне 10-500Гц (для измерения параметров Тиля Смолла низкочастотного излучателя важен только этот диапазон). Если под рукой не оказался вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ, не расстраивайтесь, можно использовать обычный недорогой мультиметр (Тестер). Обычно такие мультиметры измеряют переменное напряжение с точностью 0,1В а постоянное напряжение с точностью 0,1 мВ. Чтобы измерять переменное напряжение порядка несколько мВ, нужно всего лишь поставить диодный мост перед входом мультиметра и измерять в режиме вольтметра постоянного напряжения в диапазоне до 200мВ.
Сначала подключаем вольтметр к выходу наушников (Или к правому, или к левому каналу).
Отключаем все звуковые эффекты и эквалайзеры, открываем свойства динамиков и ставим уровень громкости на 100%.
Открываем программу , нажимаем “Options”, в “Tone Interval” выбираем “Frequency”, и ставим шаг на 1Гц.
Закрываем “Options”, ставим уровень громкости на 100%, ставим начальную частоту на 10Гц и нажимаем “Play”. Кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц.
При этом смотрим на значение напряжения на вольтметре. Если максимальная разница амплитуды находится в пределах 2дБ (1,259 раза), то такая звуковая карта годится для измерения параметров динамика. У меня, например, максимальное значение составляло 624мВ, а минимальное 568мВ, 624/568=1,09859 (0,4дБ), что вполне допустимо.
1.1.2. Перейдем к долгожданным параметрам Тиля-Смолла. Минимум параметров, по которым можно рассчитать и сконструировать акустическое оформление (в данном случае сабвуфер) это:
- Резонансная частота (Fs),
- Полная электромеханическая добротность (Qts),
- Эквивалентный объем (Vas).
Для более профессионального расчета понадобится еще больше параметров, такие как механическая добротность (Qms), электрическая добротность (Qes), чувствительность (SPL), и т д.
1.1.2.1. Определение резонансной частоты (Fs) громкоговорителя.
Собираем вот такую схему.
Динамик при этом должен находиться в свободном пространстве как можно подальше от стен, пола и потолка (я повесил его с люстры). Снова открываем программу NCH Tone Generator, настаиваем громкости так, как было описано выше, ставим начальную частоту на 10Гц и начинаем плавно, шагом 1Гц увеличивать частоту. При этом опять же смотрим на значение вольтметра, которое сначала будет возрастать, достигнет максимальной точки (Umax) на частоте собственного резонанса (Fs), и начнет уменьшаться до минимальной точки (Umin). При дальнейшем увеличении частоты напряжение будет плавно возрастать. График зависимости напряжения (активного сопротивления динамика) от частоты сигнала имеет такой вид.
Та частота, на которой значение вольтметра максимальная, и есть приблизительная резонансная частота (при шаге 1Гц). Чтобы определить точную резонансную частоту, нужно в области приблизительной резонансной частоты менять частоту шагом уже не на 1Гц, а 0,05Гц (точность 0,05Гц). Записываем резонансную частоту (Fs), минимальное значение вольтметра (Umin), значение вольтметра на резонансной частоте (Umax) (в дальнейшем они пригодятся для расчета следующих параметров).
1.1.2.2.
Определение полной электромеханической добротности (Qts) громкоговорителя.
Находим UF1,F2 по следующей формуле.
Изменяя частоту, добиваемся значений вольтметра соответствующих напряжению UF1,F2. Частот будет две. Одна ниже резонансной частоты(F1), другая выше (F2).
Проверять правильность расчетов можно этой формулой.
Если разница Fs’ и Fs не превышает 1Гц, то смело можно продолжить измерения. Если нет, то надо все сделать сначала. Находим механическую добротность (Qms) по этой формуле.
Электрическую добротность (Qes) находим по этой формуле.
И наконец, определяем полную электромеханическую добротность (Qts) по этой формуле.
1.1.2.3. Определение эквивалентного объема (Vas) громкоговорителя.
Для определения точного эквивалентного объема нам понадобится заранее изготовленный, прочный, герметичный ящик-фазоинвертор с отверстием для нашего динамика.
Объем ящика зависит от диаметра динамика, и выбирается согласно этой таблицы.
Закрепляем динамик к ящику и подключаем к схеме описанной выше (Рис.9). Опять открываем программу NCH Tone Generator, ставим начальную частоту на 10Гц и кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц. При этом смотрим на значение вольтметра, которое опять же начнет возрастать до частоты FL ,потом уменьшаться, достигнув минимальной точки на частоте настройки фазоинвертора (Fb), снова возрастать и достичь максимальной точки на частоте FH, потом уменьшатся и снова медленно возрастать. График зависимости напряжения от частоты сигнала имеет вид двугорбого верблюда.
И наконец, находим эквивалентный объем (Vas) по этой формуле (где Vb-объем ящика с фазоинвертором).
Повторяем все наши измерения 3-5 раз и берем среднее арифметическое значение всех параметров. Например, если мы получили значения Fs соответственно 30,45Гц 30,75Гц 30,55Гц 30,6Гц 30,8Гц, то берем (30,45+30,75+30,55+30,6+30,8)/5=30,63Гц.
В результате всех моих измерений я получил следующие параметры для моего динамика:
- Fs=30.75 Гц
- Qts=0.365
- Vas=112.9≈113 л
1.2.Моделирование и расчет корпуса (ящика) сабвуфера программой JBL Speakershop.
Существует несколько вариантов акустических оформлений, из которых наиболее распространены следующие варианты.
- Vented box-ящик с фазоинвертором,
- Band-pass 4-го, 6-го и 8-го порядка,
- Passive radiator-ящик с пассивным излучателем,
- Closed box-закрытый ящик.
Тип акустического оформления выбирается исходя от параметров Тиля-Смолла громкоговорителя. Если Fs/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, то исключительно в Vented box или Band-pass или Closed box. Если 50
Сначала скачиваем и устанавливаем программу . Эта программа написана для Windows XP и не работает в Windows 7. Чтобы заставить программу работать в Windows 7, нужно скачать и установить виртуальную машину Windows Virtual PC-XP Mode (скачать можно с официального сайта Microsoft), и запустить установку JBL Speakershop через нее. Открывать JBL Speakershop тоже нужно через виртуальную машину. После открывания программы видим вот такой интерфейс.
Нажимаем “Loudspeaker” и выбираем “Parameters--minimum”, в открытом окне пишем, соответственно, значение резонансной частоты (Fs), значение эквивалентного объема (Vas), значение полной электромеханической добротности (Qts) и нажимаем “Accept”.
При этом программа предложит два оптимальных (с наиболее ровной АЧХ) варианта, один в закрытом оформлении (Closed box), другой в Vented box (ящик с фазоинвертором). Нажимаем “plot”(и в области Vented box и в области Closed box) и смотрим на график АЧХ. Выбираем то оформление, АЧХ которого наиболее подходит к нашим требованиям.
В моем случае это Vented box, поскольку на низких частотах (20-50Гц) у Closed box спад амплитуды намного больше, чем у Vented box (Рисунок выше).
Если объем ящика в оптимальном варианте устраивает, то можно построить ящик с таким объемом и насладится звучанием сабвуфера. Если нет (при слишком больших объемах), то нужно задать свой объем (чем ближе к оптимальному объему, тем лучше) и рассчитать оптимальную частоту настройки фазоинвертора.
Для этого в области Vented box нажимаем “Custom”, в открывшемся окне пишем свой объем ящика, нажимаем “Optimum Fb” (при этом программа рассчитает оптимальную частоту настройки фазоинвертора, при котором АЧХ акустического оформления будет наиболее линейной) а потом “Accept”.
Нажимаем “Box” и выбираем “Vent…”, в открывшемся окне в области “Custom” пишем диаметр трубы (Dv), который будем использовать в качестве фазоинвертора. Если будем использовать два фазоинвертора, то ставим точку на “Area” и пишем суммарную площадь сечения труб.
Нажимаем “Accept” и в области “Custom” на строке Lv появится длина трубы фазоинвертора. Теперь, когда мы знаем внутренний объем ящика, диаметр и длину трубы фазоинвертора, то смело можно перейти к конструированию акустического оформления, однако если уж очень хочется узнать оптимальное соотношение сторон ящика то можно нажать “Box”, выбрать “Dimensions…”.
1.3.Конструирование корпуса (ящика) сабвуфера
Для получения высококачественного звучания необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить корпус акустического оформления. После определения внутреннего объема ящика, длины и диаметра трубы фазоинвертора, можно смело поступить к изготовлению корпуса сабвуфера. Материал ящика должен быть достаточно прочным и жестким. Наиболее подходящий материал для корпусов акустических оформлений большой мощности является двадцатимиллиметровый МДФ. Стены ящика крепятся друг к другу саморезами, а щели между ними намазываются герметиком или силиконом. После изготовления ящика делаются отверстия для ручек, и приступают к отделке внешней поверхности. Все неровности выровняются с помощью замазки или эпоксидной смолы (в замазку я добавляю немножко клея ПВА, что предотвращает появление трещин со временем и снижает уровень вибраций). После высыхания замазки поверхности нужно отшлифовать до получения идеально ровных стен. Готовый ящик можно как покрасить, так и покрыть самоклеющейся декоративной пленкой, или просто приклеить плотную ткань. Изнутри к стенам ящика клеится звукопоглощающий материал, состоящий из ваты и марли (в моем случае я приклеил ватину). В качестве фазоинвертора можно использовать пластиковую канализационную трубу или бумажную стержень от разных рулонов, а так же готовый фазоинвертор который можно купить почти в любом музыкальном магазине.
Корпус активного сабвуфера состоит из двух отсеков. В первом отсеке располагается собственно громкоговоритель, а во втором вся электрическая часть (формирователь сигнала, усилитель, блок питания……). В моем случае я расположил блок сумматоров и блок фильтров в отдельном отсеке от блока усилителя мощности, блока питания и блока охлаждения. Изнутри к стенам отсека блока сумматоров и блока фильтров приклеил фольгу, которую подключил к земле (GND). Фольга предотвращает воздействие внешних полей и уменьшает уровень шумов.
Если будете использовать мои печатные платы, то эти отсеки должны иметь следующие размеры.
2. Электрическая часть активного сабвуфера
Перейдем к электрической части активного сабвуфера. Общая схема и принцип работы устройства представляется этой схемой.
Устройство состоит из четырех блоков, собранных на отдельных печатных платах.
- Блок сумматоров (Summators),
- Блок фильтров (Subwoofer driver),
- Блок усилителя мощности (Power amplifier),
- Блок питания (Power supply) и блок охлаждения (Heatsink fun).
Сначала звуковой сигнал поступает в блок сумматоров (Summators), где происходит суммирование сигналов правого и левого каналов. Потом поступает в блок фильтров (Subwoofer driver), где идет формирование сигнала сабвуфера, что включает в себя регулятор громкости, subsonic filter (фильтр инфра низких частот), bass booster (увеличение громкости на определенной частоте) и Crossover (фильтр нижних частот). После формирования сигнал поступает в блок усилителя мощности (Power amplifier), а потом в громкоговоритель.
Обсудим эти блоки по отдельности.
2.1.Блок сумматоров (Summators)
2.1.1.Схема
Сначала рассмотрим схему сумматоров, приведенную на рисунке ниже.
Звуковой сигнал с внешних устройств (компьютер, CD-плеер……..) поступает в блок сумматоров, который имеет 6 стерео входов. 5 из них представляют собой обычные линейные входы, отличающийся друг от друга только типом разъема. А шестой это высоковольтный вход, к которому можно подключать выход динамиков (например, музыкальный центр или автомагнитола, которые не имеют линейного выхода). Каждый вход имеет отдельный сумматор на операционных усилителях, смещающий сигналы правого и левого каналов, что предотвращает поступление звукового сигнала с одного внешнего устройства в другую, при этом дает возможность одновременно подключать к сабвуферу несколько внешних устройств. А также имеются выходы (5 выходов, 6-ой просто не поместился на плате, поэтому и не поставил), которые дают возможность подать тот же сигнал, который поступает в сабвуфер, к входу широкополосной стерео системе. Это очень удобно, когда источник звука имеет только один выход.
2.1.2.Компоненты
В качестве операционных усилителей использованы TL074 (5шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные), но если уж очень хочется, можно поставить специальные аудио конденсаторы (конденсаторы, предназначенные для использования в высококачественных аудио системах). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Катушки L1-L4 содержат 20 витков, намотанных медным проводом с диаметром 0,7мм, на стержне гелевой ручки (3мм). Также использованы разъемы типов RCA, 3.5mm audio jack, 6.35mm audio jack, XLR, WP-8.
2.1.3.Печатная плата
Печатная плата изготовлена по . После пайки деталей печатную плату следует покрыть , чтобы избегать от окисления меди.
2.1.4.Фото готового блока сумматоров
Питается блок сумматоров от двухполярного источника питания напряжением ±12В. Входное сопротивление составляет 33кОм.
2.2.Блок фильтров (Subwoofer driver)
2.2.1.Схема
Рассмотрим схему драйвера сабвуфера, приведенную на рисунке ниже.
Суммированный сигнал с блока сумматоров поступает в блок фильтров, который состоит из следующих частей:
- Регулятор громкости (volume regulator),
- Фильтр инфра низких частот (subsonic filter),
- Усилитель баса определенной частоты (bass booster),
- Фильтр нижних частот (crossover).
Регулирование громкости происходит на двух уровнях. Первый при входе сигнала в блок фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока сумматоров, второй при выходе сигнала с блока фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока фильтров. Регулируется громкость с помощью переменного резистора VR3. После первого уровня регулирования громкости сигнал поступает в так называемый “бас бустер”, представляющее собой устройство, которое увеличивает амплитуду сигналов определенной частоты. То есть, если частота настройки бас бустера вставлен, например на 44Гц, а уровень усиления на 14дБ, то АЧХ имеет такой вид (Ряд1 ).
Ряд2
- частота настройки=44Гц, уровень усиления=9дБ,
Ряд3
- частота настройки=44Гц, уровень усиления=2дБ,
Ряд4
- частота настройки=33Гц, уровень усиления=3дБ,
Ряд5
- частота настройки=61Гц, уровень усиления=6дБ.
Частота настройки бас бустера вставляется при помощи переменного резистора VR5 (в пределах 25…125Гц), а уровень усиления резистором VR4 (в пределах 0…+14дБ). После бас бустера сигнал поступает в фильтр инфранизких частот (subsonic filter), который представляет собой фильтр, срезающий нежелательные, ультранизкие сигналы, которые уже не слышимы для человека, но могут сильно перегрузить усилитель, тем самым уменьшая действительную выходную мощность системы. Частота среза фильтра регулируется с помощью переменного резистора VR2 в пределах 10…80Гц. Если, например, частота среза вставлена на 25Гц, то АЧХ имеет следующий вид.
После фильтра инфранизких частот сигнал поступает в фильтр нижних частот (crossover), который срезает верхние, ненужные для сабвуфера (средние + высокие) частоты. Частота среза регулируется при помощи переменного резистора VR1 в пределах 30…250Гц. Крутизна затухания составляет 12дБ/октава. АЧХ имеет такой вид (при частоте среза 70Гц).
2.2.2.Компоненты
В качестве операционных усилителей использованы TL074 (2шт.), TL072 (1шт.) и NE5532 (1шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Также использованы три сдвоенных (50кОм-2шт., 20кОм-1шт.) и два счетверенных переменных (50кОм-6шт.) резисторов. В качестве счетверенных переменных резисторов можно использовать два сдвоенных.
2.2.3.Печатная плата
Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.
2.2.4.Фото готового блока фильтров
Питается блок фильтров от двухполярного источника питания напряжением ±12В.
2.3.Блок усилителя мощности (Power amplifier).
2.3.1.Схема
В качестве усилителя мощности используется усилитель Энтони Холтона с полевыми транзисторами в выходном каскаде. Статей описывающих принцип работы, сборку и настройку усилителя в интернете очень много. Поэтому я ограничусь вложением схемы и моей версии печатной платы.
2.3.2.Печатная плата
Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи. Питается блок усилителя мощности от двухполярного источника питания напряжением ±50…63В. Выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания и числа пар полевых транзисторов (IRFP240+IRFP9240) в выходном каскаде.
2.4. Блок питания и блок охлаждения (Power supply)
2.4.1.Схема
2.4.2.Компоненты
В качестве трансформатора питания можно использовать как готовый, так и самодельный трансформатор мощностью приблизительно 200Вт. Напряжения вторичных обмоток показаны на схеме.
Диодный мост Br2 рассчитан на ток 25А. Конденсаторы C1…C12,С29…С31 должны иметь номинальное напряжение 25В. Конденсаторы C13…C28 должны иметь номинальное напряжение 63В (при напряжении питания ниже 60В), или 100В (при напряжении питания выше 60В). В качестве неполярных конденсаторов лучше использовать пленочные конденсаторы. Все резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт. Терморезистор R5 намазывается термопастой и прикрепляется к радиатору усилителя. Рабочее напряжение вентилятора 12В.
2.4.3.Печатная плата
Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.
3.Заключительный этап сборки сабвуфера
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U1-U5 | Операционный усилитель | TL074 | 5 | В блокнот | |||
| C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42 | 10 мкФ | 14 | В блокнот | ||||
| C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38 | Конденсатор | 33 пФ | 14 | В блокнот | |||
| C11-C14, C19-C22, C31-C34 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 12 | В блокнот | |||
| C17, C18 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 390 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R3, R12 | Резистор | 15 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R4, R16-R18 | Резистор | 20 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R5, R13-R15 | Резистор | 13 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47 | Резистор | 68 кОм | 10 | В блокнот | |||
| R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48 | Резистор | 22 кОм | 10 | В блокнот | |||
| R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50 | Резистор | 10 кОм | 10 | В блокнот | |||
| R19, R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44 | Резистор | 22 Ом | 8 | В блокнот | |||
| L1-L4 | Катушка индуктивности | 20x3мм | 4 | 20 витков, провод 0.7мм, оправа 3мм | В блокнот | ||
| L5-L13 | Катушка индуктивности | 100 мГн | 10 | В блокнот | |||
| Блок фильтров | |||||||
| U1 | Операционный усилитель | TL072 | 1 | В блокнот | |||
| U2, U4 | Операционный усилитель | TL074 | 2 | В блокнот | |||
| U3 | Операционный усилитель | NE5532 | 1 | В блокнот | |||
| C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 14 | В блокнот | |||
| C6 | Конденсатор | 15 нФ | 1 | В блокнот | |||
| C11-C14 | Конденсатор | 0.33 мкФ | 4 | В блокнот | |||
| C21, C22 | Конденсатор | 82 нФ | 2 | В блокнот | |||
| VR1-VR3, VR5 | Переменный резистор | 50 кОм | 4 | В блокнот | |||
| VR4 | Переменный резистор | 20 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R1, R3, R4, R6 | Резистор | 6.8 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R2, R10, R11, R13, R14 | Резистор | 4.7 кОм | 5 | В блокнот | |||
| R5, R8 | Резистор | 10 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R7, R9 | Резистор | 18 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27 | Резистор | 2 кОм | 8 | В блокнот | |||
| R18, R25 | Резистор | 3.6 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R19, R21 | Резистор | 1.5 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R23, R24, R30, R31, R33 | Резистор | 20 кОм | 5 | В блокнот | |||
| R28 | Резистор | 13 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R29 | Резистор | 36 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R32 | Резистор | 75 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R34, R35 | Резистор | 15 кОм | 2 | В блокнот | |||
| L1-L8 | Катушка индуктивности | 100 мГн | 1 | В блокнот | |||
| Блок усилителя мощности | |||||||
| T1-T4 | Биполярный транзистор | 2N5551 | 4 | В блокнот | |||
| T5, T9, T11, T12 | Биполярный транзистор | MJE340 | 4 | В блокнот | |||
| T7, T8, T10 | Биполярный транзистор | MJE350 | 3 | В блокнот | |||
| T13, T15, T17 | MOSFET-транзистор | IRFP240 | 3 | В блокнот | |||
| T14, T16, T18 | MOSFET-транзистор | IRFP9240 | 3 | В блокнот | |||
| D1, D2, D5, D7 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 4 | В блокнот | |||
| D3, D4, D6 | Стабилитрон | 1N4742 | 3 | В блокнот | |||
| D8, D9 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | ||||
В данной статье рассмотрим подробно как сделать сабвуфер своими руками, если нет профессиональных знаний в области электроакустики и нет желания использовать ранее неизвестные и непонятные схемы, хотя конечно немного измерений все же сделать придется.
Что представляет собой сабвуфер и для каких целей он используется?
Сабвуфер в народе называют просто саб, и если переводить это слово дословно, то звучит достаточно забавно – подгавкиватель. В действительности это самый настоящий басовый динамик, отличающийся низкой частотой, оформленный в специальном ящике с крайне сложным устройством.
На сегодняшний день если посмотреть фото сабвуфера своими руками, то можно заметить, что они используются в огромном количестве самых различных мест, начиная от простых бытовых ситуаций, когда он устанавливается дома и заканчивая тем, что сегодня многие используют сабы в своих машинах.
Если удастся найти хороший чертеж сабвуфера и правильно сделать его, то определенно можно браться практически за любой сложности АС, поскольку именно воспроизведение НЧ является одним из самых сложных моментов в мире электроакустики.
Важно лишь, чтобы схема сабвуфера полностью отвечала вашим представлением об идеальной акустике.
Немного о басах
Воспроизведение различных басов в принципе является достаточно трудным процессом. В целом НЧ-участок абсолютно любого спектра имеющихся волн звука различается в зависимости от своего психофизиологического сильного воздействия на несколько областей.
Для того чтобы не ошибиться в выборе басового, по-настоящему качественного динамика, и впоследствии короб для сабвуфера удалось выполнить достаточно быстро, прежде всего необходимо значить их ключевое значение и соответствующие границы.
Глубина
Для различного рода духовых органов в специально отремонтированных для музыкальных инструментов залах существенное влияние на то, каким будет тембр звука, оказывает подбас. Именно для звуков природы и различных техногенных катаклизмов, вроде неожиданных взрывов характерны достаточно сильные подбасовые составляющие.
Стоит отметить, что большинство людей подбасы или не слышат вообще, или же слышат, но не достаточно хорошо. К примеру, если осуществить отфильтровку принципиально разных по характеру имеющихся звуков ядерного взрыва и сильного урагана, вроде торнадо в тропиках от всего, за исключением подбасов, то со стопроцентной уверенностью можно сказать о том, что вряд ли кому-либо из слушателей удастся понять, что же на самом деле происходит.
Именно по этой причине сабвуфер для дома практически все оптимизируют исключительно на мидбас.
Как выбрать динамик?
При выборе обязательно стоит обратить внимание на то, что полный расчет всего акустического оформления всегда производится только по известным параметрам Тиля-Смолла.
При создании хорошего сабвуфера своими силами важно лишь учесть абсолютную добротность головки именно на ее основной резонансной частоте. Связано это с тем, что по ней осуществляется выбор идеального варианта для будущего акустического оформления.
Автосабвуферы
Если вас интересуют автомобильные сабвуферы, то в таком случае стоит иметь обязательно в виду, что их чаще всего устанавливают либо прямо под сиденьем у водителя, либо в отсек багажника.
При размещении вторым вариантом, автосабвуфер может занять достаточно много полезного места, поэтому к нему прибегают не так часто. Однако и в случае размещения сабвуфера под сиденьем возникают некоторые риски, связанные, например с тем, что его достаточно легко в таком случае повредить ногами.
Стоит обратить ко всему прочему особенное внимание на важный момент, заключающийся в том, что в достаточно тесном салоне машины не обойтись без обязательного эффекта маскировки различных шумов.
Именно по этой причине практически все автомобильные сабвуферы оптимизируются преимущественно на подбас.
В завершение стоит отметить, что сделать самостоятельно усилитель для сабвуфера может в принципе любой человек и это будет достаточно забавным занятием, полезным не только для развития мастерства, но и ума.
Обратите внимание!
Фото сабвуфера своими руками
Обратите внимание!
Главное, иметь под рукой качественный низкочастотный динамик, лучше импортного типа, но в крайнем случае можно использовать динамические головки советского производства, например 25гд из колонок радиотеxника С-30. Поскольку наша цель собрать только высокого качества, то от стерео усилителя мы откажемся и будем использовать микросxему TDA2050.
Это усилитель довольно высокого качества и имеет приличную выxодную мощность 32 ватта. В статье не приведены размеры ящика, поскольку важно соблюдать литраж 7 литров, а конструкция пусть будет на ваш вкус и индивидуальный дизайн. Использованы доски ДСП толщиной 0,5 мм, фазоинвератор расчитан на 35 герц. Схема сабвуфера:
Усилитель прикрепляют на теплоотвод. Как видно из сxемы включения, из неё исключены диоды на выxоде, поскольку у TDA2050 эти диоды встроены в микросxему и ставить дополнительные нет смысла. Сxема пассивново низкочастотного фильтра показана ниже. Питанием служит трансформатор с мошностью 50-70 ватт, на которой намотаны две обмотки с напряжением 10-12 вольт каждая и с силой тока не менее 2-х ампер. Трансформатор можно и изготовить самим. Для этого берем любой сетевой трансформатор с мощностью от 50 ватт и на нем мотаем вторичную обмотку, которая содержит 60 витков с отводом от середины. Намотку делают проводом с диаметром 1 - 1,5 мм. Схема блока питания показана ниже.
Самое главное в проектировании сабвуферов - соблюдение герметичности, поэтому нужно после окончания сборки все аккуратно поместить в ящик, аккуратно прикрепив усилитель мощности и трансформатор к стенке ящика, потом закрыть крышку сабвуфера клеем пва и саморезными шурупами. Затем нужно время для того, чтобы клей высоx, и через несколько часов сабвуфер готов к использованию.
Регулятор громкости и гнездо вxода лучше сделать сзади. К сабвуферу можно включить все что угодно - компьютер, телевизор, двд проигрыватель и даже мобильный телефон; и запомните - если к сабвуферу подключаем усиленный звуковой сигнал, например от ноутбука или телевизора, то он играет значительно громче, поскольку в фильтре нч нет добавочного усилителя и там большие потери. Вот и все - слушайте на здоровье! АКА
Из той статьи вы узнаете о том, как сделать усилитель для автомобильного сабвуфера средней мощности.
В представленном усилителе, как и во многих усилителях промышленного производства, отсутствуют различные защиты. Но на надежность усилителя это никак не влияет. Этот прибор способен проработать очень долго, если никто ничего не замкнет.
Чтобы добиться среза порядка 100 Гц (все частоты выше отсутствуют), в схему внедрен фильтр второго порядка.
Это обычный Push-Pull преобразователь, двухтактный повышающий. Задающий генератор построен на микросхеме TL494.
Дальше стоит небольшой драйвер на транзисторах прямой проводимости. Эта часть разряжает емкость затворов полевых транзисторов после закрытия последних.
Как известно, если к затвору полевого транзистора приложить некоторое напряжение, в данном случае это управляющий импульс, то последний откроется. И если убрать напряжение на затворе, транзистор все равно останется открытым.
Поэтому некоторые схемы дополняются отдельным драйвером, который может вовремя закрыть транзистор. Хотя многие специализированные ШИМ–контроллеры имеют довольно мощный встроенный выходной каскад для этих целей, TL494 не в их числе.
В драйвере модно использовать буквально любые pnp-транзисторы. Отлично подходят и наши КТ3107.
Полевые транзисторы, как всегда, n-канальные – в данном случае IRFZ44, но можно и другие. При подборе транзисторов необходимо обратить внимание на документацию. Расчетное напряжение ключа должно быть не менее 40 В, а сила тока не менее 30 А. Идеальным вариантом станут ключи на 60 В с током на 50-60 А.
Первичная обмотка имеет 2 по пять витков намотана жгутом из 5 проводов по 0,7 мм. Вторичная обмотка 11 витков, 6 жил по 0,33 мм. Естественно, для каждого сердечника будут разные данные намотки, поэтому расчет необходимо производить самостоятельно.
Холостой ход инвертора получился не более 50 мА, а с подключенным фильтром и усилителем около 250 мА с учетом того, что на вход усилителя сигнал не подавался. Холостой ход минимален.
Усилитель работает в классе A-B, и радиатор нужен довольно большой с учетом мощности. Обязательно изолировать корпуса полевых транзисторов и микросхемы усилителя от радиатора, используя теплопроводящие прокладки и изолирующие шайбы.
Прикрепленные файлы:
Всем привет! Как-то сидя у друга в машине и слушая его музыку, пообещал ему собрать усилитель для сабвуфера если он купит сам саб. Прошло некоторое время, друг звонит, говорит купил сабвуфер пассивный - делай усилитель, делать нечего - пришлось собирать... Микросхема TDA1562 была - в автомобильный саб подходит прекрасно, вытравил одну плату для усилителя, другую для сумматора и фильтра ФНЧ.
Схема и плата УНЧ
Схемы были с просторов сети. Заработало с первого раза. Там ничего настраивать и не требуется - просто спаяйте без ошибок.
Корпус УМЗЧ - алюминиевый профиль с двери, просверлил отверстия для зажимов питания, колоночного терминала, светодиодов, переменных сопротивлений.
Всё это прикрутил, спаял провода, на оси резисторов одел ручки. Верхняя, нижняя и боковые стенки, с китайской магнитолы - чуть подрезал их в глубину, и задул с баллона краской. Получился даже не плохой вид.
У друга он стоит в ВАЗ-2109 сзади на полке, подключен сигнал к задним динамикам - ФНЧ не хило гасит сигнал если с магнитолы.
Питание постоянное через предохранитель 15 А. И дежурный режим с магнитолы.