Корпус саба для дома 75гдн. Преобразователь напряжения и стабилизатор

Subwoofer 75ГДН1-4

Вместо предисловия.

Это мой первый сабвуфер и, к сожаленью, на момент его конструирования и изготовления я знал и имел опыта гораздо меньше, чем сейчас. Поэтому сегодня я бы сделал лучше и немного по другому, в тексте я об этом буду упоминать.

Прежде чем приступить к конструированию корпуса сабвуфера необходимо измерять параметры Тиля-Смолла динамика (предварительно «размяв» динамик синусоидальным сигналом на частоте резонанса в течении суток), с помощью которых можно определить тип оформления корпуса, смоделировать АЧХ и подобрать объем корпуса.

Параметры моего динамика 75ГДН-1-4 сильно отличались от паспортных (что не удивительно для динамиков производства СССР), поэтому всегда стоит измерять параметры каждого конкретного динамика, а паспортные параметры, заявленные производителем, стоит использовать лишь для ориентировочных прикидок.

Параметры Тиля-Смолла моего динамика видны на нижеприведенном рисунке (вверху справа). В качестве тип оформления был выбран фазоинверторный, в виду низкой добротности динамика Qts =0,476 (Критерии выбора оформлений: для закрытых ящиков Qts >0,6 , оптимально Qts =0,7, для фазоинверторов Qts <0,6 , оптимально Qts =0,39)

При конструировании корпуса сабвуфера отталкивался исходя из соображения минимальной площади лицевой стенки сабвуфера, на которой по моему желанию должны располагаться динамик с фазоинвертором. Ассиметричное расположение динамика и фазоинвертора выбрано не случайно – оно выигрывает перед симметричным. Глубина ящика выбиралась из условия размещения трубы фазоинвертора, т.к. не хотелось идти на ухищрения с гнутьём трубы. Здесь важно отметить об одном важном моменте: для того чтобы фазоинвертор работал (обеспечивал необходимую пропускную способность потоков воздуха), перед его отверстием внутри корпуса не должно быть преград, в том числе и заполнителя, и между ним и стенкой сабвуфера должно быть расстояние минимум равное диаметру фазоинвертора.

Получив внутренний (чистый) объем корпуса (кстати, из него нужно вычесть всё то что находится внутри корпуса: объем динамика, фазоинвертора, распорок и т.п.) можно окончательно получить результирующую АЧХ при помощи программ по проектированию АС или сабвуферов, к примеру я использовал JBL Speakershop .

В качестве материала использовал ламинированное ДСП 16мм. Лучше конечно для сабвуферов использовать ДСП потолще минимум 20мм, например из двойных стенок, т.е. 32мм и без ламината внутри корпуса. С этим я боролся так – я усилил стенки, выполнив их в виде сендвича: наклеил на ДВП линолеум на клее ПВА и сверху на тот же клей ПВА лист ДВП толщиной 2,5 мм (толще даже лучше) и сверху всё это стянул саморезами к ДСП сеткой шагом не реже 100х100мм. Это конструктивное мероприятие относится к вибродемфлированию корпуса т.е. позволяет снизить резонансы и вибрации корпуса, тем самым снизив влияния призвуков корпуса на звук.

Стенки корпуса крепил при помощи деревянных брусков на клею и стяжкой саморезами не реже чем через каждые 100мм. Чем толще бруски тем лучше. Нужно использовать бруски не сечением менее 20х20мм.

На фото ниже видны стенки отделанные сэнвичем из линолеума и ДВП на клею и стянутого саморезами. Внизу передняя панель ослабленная отверстиями динамика и фазоинвертора выполнена из двойного сендвича, лучше конечно было бы сделать ее из двух стенок ДСП и сэндвича.

Для снижения вибраций стенок внутрь корпуса я ввел распорки во всех направлениях, соединенные друг с другом. Эффективней использовать шпангоуты – внутренняя стенка с большим овальным отверстием или несколькими отверстиями для придания еще большей жесткости корпуса.

На фото ниже сабвуфер уже с установленной трубой фазоинвертора. В качестве фазоинвертора я использовал трубу ПВХ. Диаметр и длину фазоинвертора вам посчитает программа, которую вы будете использовать для расчетов. Для снижения вибраций стенок фазоинвертора, я выполнил их виброизоляцию из одного слоя линолеума на силиконовом герметике, предварительно обмотав саму трубу несколькими слоями черной изоленты.

И в завершении сабвуфер установил на шипы. Использовал усилитель на 68 Вт / 4 Ом на микросхеме LM 3886, перед которым использовал ФНЧ с фазовращателем (см. ). Если Ваш сабвуфер имеет оформление в виде закрытого ящика, то для поднятия нижних частот Вам понадобится другая схема предварительного усилителя с корректором Линквица.

87-го года выпуска, на нем уже был заменен подвес и довольно качественно. Давайте взглянем на старый корпус колонки АС-90.

Старая колонка, и мой короб

По моим подсчетам 60 литров чистого объема и крохотный порт давали настройку в районе 20 Гц, по-моему, это грубейшая ошибка конструкторов, так низко не настраивают свои короба даже любители злейших негров. От такой низкой настройки пользы абсолютно никакой, хотя если посмотреть в документацию к тому же 75ГДН можно увидеть Fs=25 Гц (±5 Гц), но это вызывает сомнения, так как Fs низковата для легкого бумажного 10″ подвеса.

В общем что тут рассуждать, измеряем реальные параметры динамика: Fs=36,7 Гц Qts=0,42, Vas=44 литра. Считаем в Bassbox 6 Pro оптимальное оформление. Сабвуфер планируется устанавливаться в ВАЗ 2112, добавляем файл передаточной функции данного автомобиля, получаем вот такой график:

Фазоинвертор 45 литров 38ГЦ. Белый график АЧХ сабвуфера в свободном поле, красный - с учетом ПФ ВАЗ 2112.

АЧХ можно чуть выровнять опустив настройку порта, но это далеко не насос и 38Гц будет достаточно. Такой короб должен играть от 33 Гц до 57 Гц (по уровню -3 dB), частоты выше 60 Гц, салон уже не усиливает и даже глушит, так что мидбас просто обязан перехватывать эстафету у сабвуфера на 60 Гц. В той же программе Bassbox задаем параметр мощности 100 Вт и смотрим график зависимости линейного смещения диффузора от частоты, ниже 33 Гц ход начинает превышать x-max, соответственно сабсоник необходимо настраивать именно на эту частоту, достаточно будет 2-го порядка. Довольно высокая чувствительность динамика (более 90 dB), позволяет сэкономить на усилителе, хватит 2*80Вт, если подключить мостом к 8-ми омной головке, да и усилителю будет легче работать.

Сборка

Тут ничего особенного, материал советская ДСП.

Сам динамик, короб и труба

Кстати она по плотности лучше многих современных материалов, примерно как МДФ. Распиливаем, собираем с помощью клея и саморезов, порт - обычная 110-я труба.

Динамик довольно старый, короб собирал с ностальгией))

Отверстия вырезал лобзиком

После сборки обтянул черным кожзамом подложив снизу слой 5 мм поролона

Провод вывел через герметичное отверстие, никаких лишних соединений:

Фото, чтобы подразнить аудиофилов. Обычный ПВС 2х2,5 мм²

Решетку и порт покрасил автомобильной краской и залакировал

Сначала прошиваем стороны на швейной машинке, затем вручную стягиваем нитками

Вид с другой стороны

Все в черном стиле

К сожалению, в машину еще не поставил (в поиске простенького двухканальника), но домашнее прослушивание от TDA-шки удивило, звучит отменно, я бы никогда не променял его на тупые “насосы”, которых щас хоть пруд пруди. Всем добра и удачных выходных.

Сабвуфер на 75ГДН-1-4

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

Введение.

Сабвуфер - это низкочастотный громкоговоритель, воспроизводящий самые низкие басы, не входящие в диапазон частот работающих совместно с ним широкополосных акустических систем.

Поводом для написания статьи послужило достаточно малое кол-во подробных статей в интернете по готовым конструкциям. Вот и решил я внести свой посильный вклад. Большинство статей почему-то касалось автомобильных сабов - просто удивительно, как много у нас людей готовых отдать пол багажника для того чтобы ехать с грохотом и ритмично прыгать:). К тому же, шум на скорости всё равно не даст наслаждения от звука. Моё мнение - в машину надо купить просто хорошую акустику, этого как правило хватает. А вот дома можно и музыку послушать в спокойной обстакановке и фильм посмотреть с объемным звуком. Статья задумывалась как краткий конспект теории с отражением её на практике, поэтому теорию я попытался законспектировать из других статей - не придумывать же её самому.

Что меня подвигло на ваяние такого сооружения? К этому привела целая череда событий. Грядет поколение DVD, все вокруг озаботились покупкой проигрывателей и дисков (благо они стали стоить 4-6$). Уже трудно было оставаться в стороне, да и моя давняя мечта перевести с видеокамеры семейный архив на цифру не давала покоя. Я засел за интернет, штудируя статьи по DVD, начиная от аппаратуры, до создания собственный дисков, благо оцифровывать и обрабатывать видео я уже умел. Было решено подождать до лета, когда писалки DVD немного подешевеют и прикупить всю эту новомодную технику. Для начала было решено собирать всё самому, дабы обойтись наименьшими затратами. Первое что я купил, был DVD проигрыватель, который покупался из расчета тестирования моей DVD фильмотеки на бытовом проигрывателе. Причём, до лета я не дотерпел:) Выбирал я его из расчета цены и возможностей, а также из того, что ресивера у меня нет и возможно не будет в ближайшее время, поэтому в нем должен был быть декодер и выход на 6 каналов сразу. В итоге был куплен BBK-919PS (тогда был ещё с Panasonic приводом). Пара колонок S-30 у меня стояли подключенные к компьютеру через самодельный компьютерный усилок, вот их я и задействовал на фронты. На тылы ничего не было, и я купил за символическую плату 15АС-315 (небольшие пластмассовые колонки, но звучат они очень ничаво в среднем и высоком диаппазоне) и усилок Вега-120. Центральный канал я решил подключить к телевизору, благо его можно отдельно регулировать с пульта, да и звук там достаточный для воспроизведения голоса. А если у вас телевизор 29" - вообще можно обойтись без центральной колонки, ибо там, так правило, звук очень достойный. Далее, ясное дело, я стал тестировать все каналы в фильмах, поскольку усилок у меня был только стерео. И тут выяснилось, что в других каналах куча звука, которого нет во фронтальных колонках:), а в сабе есть звуки, которых нет вообще ни в одном из каналов. Почитав в интернете про рекомендации лучших саба-каводов, а также рекомендации знакомых, имеющих в пользовании дом. кинотеатры, я ясное дело загорелся. И тут друг меня надоумил собрать это дело самому, подсунул пару статей по 75ГДН и порекомендовал заехать на рынок, посмотреть динамик. После долгих мучений и размышлений на рынке был куплен 75ГДН-1-4 за 23$, как дешевый и наиболее описанный в интернете, хотя я и смотрел разные, в том числе и JBL от 80$ до 250$ :). Надо сказать, первое, что я сделал еще до покупки - проштудировал цены. Самой доступной ценой для покупки оказалась Sven-Audio, но всё равно дороговато а качество звука сомнительное. Так вот, самый простой саб получался 180$, а нормальный саб обойдется примерно 300-350$. Все расходы на производство саба были запротоколированы, так что стоимость конструкции у меня подсчитана:) , но обо всем по порядку...

Теория и замеры параметров динамика.

Для расчета колонки необходимо знать, хотя бы основные параметры динамиков. Эти параметры валом лежат в интернете, но беда в том, что все как один, дают неправдоподобные параметры для 75ГДН-1-4 (для других не знаю). На одном из сайтов я нашел отсканированный паспорт на этот динамик, вот этим параметрам я верю больше. На это наверное есть причины, одна из них - что такие головки выпускались целой кучей заводов и достаточно длительное время и Советской промышленностью, так что со временем возможно параметры изменялись. Но дело в том, что изменились они как выяснилось в 2 раза! А с параметрами из справочников, при расчете в программе, объем ящика получался 5 литров, это меня и насторожило. Кстати, практически во всех статьях, мной прочитанных были рекомендации измерять СВОИ параметры динамика. Решение снимать параметры своего динамика было принято после недельной возни с программами расчета саба (несмотря на жуткую лень делать это), в которых выяснилось, что эти параметры сильно влияют на размеры ящика и на АЧХ соответственно. Для того, чтобы понять, какие параметры нужны и с чем их едят, а также каким макаром их заполучить не имея под рукой толковых измерительных приборов и пойдет речь в этой главе. Писать буду кратко, кто хочет - может почитать более детально в прилагаемой литературе, из которой был собран материал.

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

Fs - это частота резонанса динамика без какого-либо акустического оформления. Она так и измеряется - динамик подвешивают в воздухе на возможно большем расстоянии от окружающих предметов, так что теперь его резонанс будет зависеть только от его собственных характеристик - массы подвижной системы и жесткости подвески.

Qts - отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts –характеризует эффективность динамика на резонансной частоте.

Vas – объем воздуха, который обладает гибкостью (величина обратная упругости) такой же, как и подвижная система динамика. При размещении динамика в закрытом ящике (ЗЯ) гибкость воздуха внутри ящика добавляется к гибкости подвижной системы динамика и его резонансная частота изменяется. Существует следующая закономерность, при помещении динамика в ящик объемом Vas его резонансная частота Fs и добротность Qts возрастают в 1,4 раза.

Измерить эти параметры при первый взгляде на конструкцию довольно геморойно, но проделав это один раз - все сомнения пропадают - всё оказывается достаточно просто.

Для начала надо подготовиться:

скачать прогу генератора сигналов для звуковой карты скачать Marchand Function Generator

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

скачать мой файл расчёта в Excel

найти резистор на 1Ком

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

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

Берем ручку и бумагу

Запускаем программу генератора, громкость на компе ставим на середину (иначе синусоида обрезанная какая-то получается), остальное усилком выправиться.

Подключаем вольтметр к точкам А и С (т.е к выходу усилка) , и устанавливаем напряжение равным 10-20 В на частоте 500-1000 Гц, регулируя громкость на усилителе.

Подключаем вольтметр к точкам В и С (т.е к динамику).

Ставим на ~5Гц генератор и УБИРАЕМ ДИНАМИК подальше от всех предметов и стенок (можно подвесить, если получиться). Практика показала, что в дали от предметов и на полу лежащий динамик дает таки различные показания, но незначительные, однако на чистоту эксперимента повлияет.

Меняя частоту генератора смотрим показания вольтметра - нас интересуют максимальное и минимальное напряжение. Примерно возле резонансной частоты напряжение резко возрастает, а после резко падает. При максимальном напряжении смотрим частоту - это и есть Fs.

Таким макаром мы уже имеем Fs. Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться). Запишем это значение, Um. Лучше повторить процедуру с уменьшением частоты. По эти записям получим примерно такой график:

Где, Fs - резонансная частота, а Us соответствующее ей напряжение. Um - минимальное напряжение, U12 рассчитывается в Excel-е, после занесения данных в ячейки. Опять крутим опять частоту и ищем когда показания вольтметра совпадут со значением U12, запоминаем частоту. Таких значений должно быть два, как видно из графика. Это будут F1 и F2. Вносим их в Excel. Всё - смотрим значение Qts. Я сделал две методики расчета, для проверки правильности того, что я насчитал:) в итоге показания сошлись, а небольшая разница объясняется погрешностью вычислений. Vas можно не считать, а взять из справочных данных, он похож на правду, да и этот параметр не сильно влияет на расчет ящика. К тому же, для его расчета вам придется соорудить фанерный ящик, достаточно жесткий и герметичный, а затем повторить измерения. Если всё же есть желание рассчитать Vas - почитайте в исходном тексте как это делать. Я ставил себе цель, создать что-то типа конспекта тех материалов, которые я прочитал, дабы отбросить ненужное, а для глубинного изучения вопроса - в конце материала привожу все линки. Итак мы сняли параметры динамика. Для 75ГДН-1-4 вот что получилось:

Наиболее важный параметр это Qts. Как вам отличие? В ДВА РАЗА! Надо сказать, что я скачал примерно с десяток справочников по динамикам, другие параметры в них колебались, а вот этот был на удивление стабилен. Вот и верь после этого людям...

Самых распространенных видов акустического оформления всего три:

Тип ящика

ЗакрытыйЯщик (ЗЯ) Closed

ФазоИнвертор (ФИ) Vented

Бандпасс (БП) 4-го и 6-го порядков Bandpass

Критерий выбора

Qts < 0.8-1.0 , оптимально 0,7 Fs/Qts=50

Qts<0.6, оптимум - 0,39 Fs/Qts=85

Отличительные характеристики

Это наиболее простой в изготовлении тип акустического оформления АС.

При простоте конструкции, обладает многими достоинствами, но К.П.П наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления - как следствие необходимость нехилой мощи и возможный выход динамика из строя(от чрезмерных стараний:)

Для расчета характеристик здесь есть всего один параметр - объем ящика.

В своем рабочем диапазоне фазоинвертор создает для динамика совершенно тепличные условия, причем точно на частоте настройки амплитуда колебаний минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая подводимая мощность здесь максимальна, а искажения, вносимые динамиком - наоборот, минимальны.

Фазоинвертор существенно более капризен к выбору параметров и настройке, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат уже три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля.

Чемпион по эффективности.

Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но ограниченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно - с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе.

Бандпасс - капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Зато динамик закопан внутри - меньше риск повредить динамик и практически отпадает необходимость в полосовом фильтре(хотя на практике выяснилось - что всё равно желателен)

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

Расчет и проектирование ящика.

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

Тут видно в сравнении БП и ФИ. При равных объемах ящика ФИ значительно уступает Бандпассу. А при больших наоборот. Так что если хотите поиметь новый шкаф дома - то стоит присмотреться к ФИ. Про горб в середине см. ниже. И почти тоже самое в JBL SS:

Тут немного меньше объем у ФИ, но все равно он в 2 раза больше приведенного БП. Для БП тоже объем критичен, можно сделать большим, уменьшив тем самым провал в середине и улучшив спад на низах.

Расчет сводится в подборе литража камер и частот на которые они настроены, ну и проверке АЧХ. Я думаю остальные три графика вас не будут волновать:).

Провал в середине не убирался ну никак - такой вот динамик:). На увеличение объема я идти не хотел, мне надо было вписаться в комнату, ящик кстати немаленький всё равно. Но я думаю, таким провалом можно пренебречь - ведь провал в 3Дб очень небольшой (просто график растянут по высоте), а если учесть неравномерность АЧХ самого динамика в 10Дб, то про это просто можно забыть. К тому же, это все равно идеализированная АЧХ, в жизни всё куда сложнее и запутанней:) Провал можно сделать меньше, если сузить частоту, но мне хотелось дотянуть АЧХ до 200Гц, что не совсем удалось, но в 150Гц уж точно попал:). Тут же замечу - середина всё равно слышна в сабе через толстую дырку, так что активный фильтр не помешает, что я потом и исполнил в усилке.

Расчет фазоинверторов сводится к заданию внутреннего диаметра трубы в метрах и проверке значения "Vent mach" на зеленый цвет, когда становиться красным - плохо - слишком большой поток воздуха, т.е это уже не сабвуфер, а музыкальный инструмент типа "труба". Тут же надо смотреть на длину фазоинвертора, чтобы она вообще вместилась в ящик, а желательно ваще до середины. Я долго не мог списаться в размер, ибо увеличивая диаметр, для нормального потока воздуха, длинна фаза сразу становилась немерянной. Длинна зависит от диаметра и частоты, на которую настроен фаз - поэтому играться можно еще и частотой. При этои будет меняться АЧХ, учтите это.

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

Внизу в окнах приведены все параметры динамика, но всё это можете взять в файлах проектах для обоих программ: для WinISD и для JBL SpeakerShop .

Ну что, объемы определены, настало время рассчитать коробку и конструкцию. Поскольку я занимаюсь по долгу своей работы 3D моделированием, я так и сделал - взял программу SolidWorks и создал там 3D модель. Если вы заметили - в дизайне сайта тоже задействована 3D графика:) Программа сама рассчитала мне объем. Точно сделать это самому сложно, поскольку все соединительные бруски в конструкции съедают приличный объем, а конструкцию приходилось выдумывать и менять на ходу. Еще одной проблемой был материал и его толщина, а программа сразу позволяла увидеть размеры каждого элемента, учитывая, как раз, толщину листа и стыковку друг с другом, т.е. я автоматически получал размеры каждого элемента.

Отдельно о материале. Ну про МДФ я даже задумываться не стал, хотя конечно лучший вариант. Задача стояла найти ДСП 20-22мми, но она оказалась практически невыполнимой. Самый распространенный ДСП 16мм или 18мм ламинированный польский. 16мм мало, а ламинированный с двух сторон, наверное, плохо для звука, к тому же получается дорого. Потом я понял, как правильно сделал, не купив ламинированный ДСП. Да и 18мм обычный найти не удавалось около 1,5 недель. Те что были в магазинах - невозможно допереть домой, ибо лист сильно большой. Я уже обзвонил все конторы и прошелся по всем рынкам. Нервы начинали сдавать - я уже почти пожалел, что связался с сабом, ибо всё, кроме материала ящика, было уже куплено. Начал обдумывать как бы склеить 16мм ДСП и 4мм фанеру, но клеить упорно не хотелось - для этого надо специальный клей и нехилый пресс. И тут позвонил друг, попросил помочь привезти ему домой цемент. Так вот, пока мы бегали искали цемент и его хозяев по всей промзоне, мы случайно наткнулись на контору по продаже и распилке того самого пресловутого ламинированного польского ДСП. В качестве прокладок в стеллажах, у них лежали 22мм листы ДСП. Но хозяина не было и пришлось ждать... Поискав опять хозяев цемента и не найдя их:) Мы опять вернулись к ДСП. Хозяин 22мм не отдал, мотивируя тем, что трудно вытаскивать, да и типа они уже прогнулись (короче вытаскивать было лень) и предложил мне 28мм. Это круто подумал я, и отказался, глядя на эти толстенные листы. И тут он предложил мне 18мм, простое шлифованное ДСП - оказывается оно используется как транспортные листы для ламинированного (сверху и с низу). Так вот, всё добро, вместе с распилкой на импортном станке, мне обошлось в 5$ (распил 0,3$/м). Так сам в жизни не выпилишь - ровненько, точно по размерам. Делайте выводы...

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

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

Этап 1

Этап 2

Этап 3

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

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

Этап 4

Этап 5

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

Этап 6

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

Этап 7

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

Поводом для написания статьи послужило достаточно малое кол-во подробных статей в интернете по готовым конструкциям. Вот и решил я внести свой посильный вклад. Большинство статей почему-то касалось автомобильных сабов - просто удивительно, как много у нас людей готовых отдать пол багажника для того чтобы ехать с грохотом и ритмично прыгать. К тому же, шум на скорости всё равно не даст наслаждения от звука. Моё мнение - в машину надо купить просто хорошую акустику, этого как правило хватает. А вот дома можно и музыку послушать в спокойной обстакановке и фильм посмотреть с объемным звуком. Статья задумывалась как краткий конспект теории с отражением её на практике, поэтому теорию я попытался законспектировать из других статей - не придумывать же её самому.

Пара колонок S-30 у меня стояли подключенные к компьютеру через самодельный компьютерный усилок, вот их я и задействовал на фронты. На тылы ничего не было, и я купил за символическую плату 15АС-315 (небольшие пластмассовые колонки, но звучат они очень ничаво в среднем и высоком диаппазоне) и усилок Вега-120. Центральный канал я решил подключить к телевизору, благо его можно отдельно регулировать с пульта, да и звук там достаточный для воспроизведения голоса. А если у вас телевизор 29" - вообще можно обойтись без центральной колонки, ибо там, так правило, звук очень достойный. Далее, ясное дело, я стал тестировать все каналы в фильмах, поскольку усилок у меня был только стерео. И тут выяснилось, что в других каналах куча звука, которого нет во фронтальных колонках:), а в сабе есть звуки, которых нет вообще ни в одном из каналов. Почитав в интернете про рекомендации лучших саба-каводов, а также рекомендации знакомых, имеющих в пользовании дом. кинотеатры, я ясное дело загорелся.

И тут друг меня надоумил собрать это дело самому, подсунул пару статей по 75ГДН и порекомендовал заехать на рынок, посмотреть динамик. После долгих мучений и размышлений на рынке был куплен 75ГДН-1-4 за 23$ , как дешевый и наиболее описанный в интернете, хотя я и смотрел разные, в том числе и JBL от 80$ до 250$ :). Надо сказать, первое, что я сделал еще до покупки - проштудировал цены. Самой доступной ценой для покупки оказалась Sven-Audio, но всё равно дороговато а качество звука сомнительное. Так вот, самый простой саб получался 180$, а нормальный саб обойдется примерно 300-350$. Все расходы на производство саба были запротоколированы, так что стоимость конструкции у меня подсчитана:) , но обо всем по порядку...

Теория и замеры параметров динамика

Измерить эти параметры при первый взгляде на конструкцию довольно геморойно, но проделав это один раз - все сомнения пропадают - всё оказывается достаточно просто.Для начала надо подготовиться:

Скачать прогу генератора сигналов для звуковой карты
- можете еще слить - осциллограф к звуковой плате. Подключив выход на вход - можно посмотреть чего генератор вытворяет
- скачать мой
- найти резистор на 1 кОм
- взять стерео, как минимум, усилитель мощности, ибо надо усилить сначала сам сигнал, а потом измеряемый сигнал
- взять вольтметр цифровой желательно, шоб не пересчитывать и не перещёлкивать диапазоны. Я взял цифровой и стрелочный, и сравнил результаты для проверки.

Берем ручку и бумагу

Подключаем вольтметр к точкам В и С (т.е к динамику).

Таким макаром мы уже имеем Fs. Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться). Запишем это значение, Um. Лучше повторить процедуру с уменьшением частоты.
По эти записям получим примерно такой график:

Самых распространенных видов акустического оформления всего три:

Тип ящика

ЗакрытыйЯщик
(ЗЯ)
Closed

ФазоИнвертор
(ФИ)
Vented

Бандпасс (БП)
4-го и 6-го порядков
Bandpass

Критерий выбора

Qts < 0.8-1.0 , оптимально 0,7
Fs/Qts=50

Qts<0.6, оптимум - 0,39
Fs/Qts=85

Fs/Qts=105

Отличительные характеристики

Это наиболее простой в изготовлении тип акустического оформления АС.

Для расчета характеристик здесь есть всего один параметр - объем ящика.

Чемпион по эффективности.

ФИ я не захотел делать по трем причинам:1) надо супер ровную дырку делать и потом чем-то её закрывать, иначе мой ребенок сразу приговорит динамик 2) надо ставить фильтр для обрезания частот свыше 200Гц, иначе 75ГДН дальше звучит совсем не cool. 3) нормальный спад на низах получался при диких размерах ящика 120-150л(еще один шкаф в квартире), меня бы жена выперла вместе с этим сабвуфером:) НО! Fs/Qts=74, т.е. динамик наиболее подходит для ФИ, а низы классные дает при этом, только вот РАЗМЕР 8(. Тут надо учесть, что для одиночных бандпассов подходят практически те же динамики, что и для фазоинверторов.
Бандпасс мне подошел и понравился больше всего. Фильтр делать не надо - сам корпус фильтрует. Динамик внутри спрятан - не проткнешь. И расчеты в программах показали наилучшие результаты при уместном размере...

Расчет и проектирование ящика

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

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

Сборка ящика

Этап 1

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

Этап 2

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

Этап 3

Этап 4

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

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

Этап 5

Этап 6

Этап 7

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

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

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

Стоимость конструкции

динамик 75ГДН-1-4	$23,32
ДСП	$5,18
крепежная панелька(разъемы)	$2,33
крепеж(шурупы)	$3,11
линолиум	$5,39
синтепон	$3,11
брус	$1,04
провод	$3,89
труба 70мм	$2,59
труба 105мм	$2,59
краска	$5,13
пленка	$7,77
шпаклевка для дерева	$1,40
клей Момент	$1,24
клей ПВА	$1,30
шкурка	$3,89
шипы	$2,59
жидкий металл	$3,11
наличники	мечтаю пока о них
Всего	$78,96

Это конечно не 300$. Но замечу - это неактивный сабвуфер. Для сравнения с покупным, надо добавить сюда предусилитель с перестраиваемым фильтром, фазовращателем и усилитель мощности эдак на 100Вт, да и про блок питания нужно не забыть (возможно самое дорогое в нём). Поскольку я решил собирать усилитель сразу на 6 каналов, я не стал заморачиваться встраиванием усилителя в саб. Всё таки вибрация внутри корпуса большая, да и герметичность ящика с вентиляцией усилителя совместить трудно. Вообще усилитель, это неблагодарная работа - жутко много хлопот. Я больше такой героизм не проявлю, наверное. О результатах конструирования усилителя на TDA7294 будет написана отдельная статья...

В данной статье речь пойдет о сабвуфере на основе известного и распространенного динамика 75ГДН.

Динамическая головка

Итак, мне почти даром досталась динамическая головка 75ГДН, правда в не очень хорошем состоянии и в плохом внешнем виде, весь динамик припал порохом, пылезащитный колпачок вырезан из картона, да еще и не очень ровно.

Опыт ремонта динамиков у меня был, так что оставить его в таком состоянии просто не смог, решил сделать небольшой апгрейд.
Итак, я разобрал динамик. Все детали этого процесса расписывать не буду, это делается с помощью растворителя, подручного инструмента, например отвертки, пинцета и прямых рук.

В корзине динамика, для лучшего охлаждения катушки, было сделано 8 отверстий диаметром 8мм. Потом корзина была прошкурена, места где приклеиваются центрирующая шайба и подвес заклеены изолентой и окрашено. Были также поставлены позолоченные зажимы.

Диффузор динамика был почищен от пыли и остатков клея, зашкурен, а также был приклеен новый, плоский полезащитный колпачок (вырезан из картона). После чего, головка была опять собрана. Диффузор динамика был покрыт слоем клея ПВА и также окрашен. Из цветной клейкой пленки была сделана декоративная наклейка на колпачок.

С динамиком закончено, можно браться к изготовлению ящика.

Корпус сабвуфера

Корпус изготовлен из мебельного, ламинируемого ДСП толщиной 16мм. Внутри размещены две перегородки жесткости. Боковые стенки утоплены для улучшения внешнего вида и удобства перетягивания саба. Передняя стенка утолщена, толщиной 32мм, склеенная из двух плит ДСП. Также спереди в ней сделано отверстие, где размещается плата индикаторов, а также сделано углубление для посадки головки. Стенки корпуса соединены между собой шурупами и склеены клеем ПВА, также по всему периметру внутри брус 20х20мм. В боковой стенке сделан дополнительный, отдельный отсек, где расположен усилитель. Чистый объем около 40л.

Внутри саб обклеен поролоном толщиной 10мм, средней плотности. Фазоинвертор лучше настраивать на слух, поскольку ТС-параметры динамиков могут отличаться. Его внутренний диаметр 70мм, длина порта может варьироваться от 18 до 25 см с настройкой на частоту 30-40 Гц.

В принципе ящик вышел достаточно крепким и глухим, хотя возможно стоит сделать чуть толще боковые стенки, например 18мм.
Сверху саб обтянут черным карпетом.

Электроника

Электронная начинка саба — это почти точная копия усилителя из моей статьи «Автомобильный усилитель моноблок». Единственное, что здесь изменено — это печатные платы усилителя мощности и преобразователя и введен индикатор выходной мощности.

Усилитель мощности

Схема усилителя приведена ниже

О работе схемы можно прочитать в статье «Автомобильный усилитель моноблок» или непосредственно в статье автора схемы, в журнале «Радио». Единственное, что изменилось — это печатная плата. Усилитель наладки не требует, все работает с первого включения.

Преобразователь напряжения и стабилизатор

Схема преобразователя напряжения и стабилизатора также осталась без изменений. Единственное, что изменилось — это печатные платы и добавлен еще один стабилизатор напряжения на 15В для питания индикатора выходной мощности. Преобразователь и стабилизатор смонтированы на двух платах размерами 160х85мм и 45х50мм соответственно.

Углубляться в работу схемы также не буду, однако из опыта предыдущей статьи расскажу еще раз о намотке трансформатора, поскольку из-за отсутствия фото возникало много вопросов. Трансформатор намотан на ферритовом кольце размерами 40х25х11. Сначала, напильником скругляются все острые грани кольца и обматываются тряпочной изолентой.

Первичная обмотка намотана 5-ма жилами провода 0.8-0.9мм и содержит 2х6 витков. Сперва мотается первая половина обмотки, она равномерно разбита по всему кольцу.

Потом вторая.

На концах жилы скручиваются и выходят 4 вывода. Подгибаем эти выводы под отверстия в плате и обматываем первичную обмотку все той же изолентой.

Теперь можно браться за вторичную обмотку, в моем варианте она намотана проводом 1.5мм и содержит 2х16 витков, наматывается таким же образом как и первичная обмотка. В результате получаем еще 4 вывода вторичной обмотки.

Подгибаем под плату и заматываем изолентой. Трансформатор готов, зачищаем выводы и припаиваем на печатную плату.

Также, возможно в схему стоит ввести выходные дроссели на каждое плечо питания, они могут быть намотаны на ферритовых стержнях высотой 2см и диаметром 8мм и содержать 6-8 витков проводом 1.2-1.8мм. Входной дроссель намотан на ферритовом кольце из компьютерного блока питания двумя проводами 1мм и содержит 10 витков, равномерно распределенных на кольце.

Собранная плата стабилизаторов имеет следующий вид:

Блок фильтров

Все та же, 100 раз проверенная мной схема фильтров:

Индикатор выходной мощности

Индикатор выходной мощности собран на микросхеме LM3915 по следующей схеме.

S1 переключает режим работы индикатора, при замкнутом контакте режим «столбец», при разомкнутом — «волна». Подстроечным резистором R5 можно выставить нужный уровень индикатора. Светодиоды в принципе можно использовать любые.

Конструкция и монтаж

Поскольку места для электроники было отведено не так и много, «впихнуть» ее туда оказалось не так и просто, пришлось мудрствовать. Следовательно, все платы, коннекторы и ручки управления закреплены на пластине из МДФ толщиной 8мм. На внешнюю сторону выведены радиатор, клеммы питания и REM, гнезда входов, а также регуляторы блока фильтров. Внешне эта пластина вместе с радиатором окрашена в черный цвет. Изнутри, в месте, где должны крепиться транзисторы, в пластине было сделано прямоугольное отверстие. По этому отверстию была вырезана дюралюминиевая пластинка, чтобы «нарастить» радиатор до нужного уровня и было удобно крепить транзисторы. Эта пластинка прикручивается к радиатору двумя болтами, между пластинкой и радиатором естественно слой термопласты. Болты специально оставлены подлиннее, поскольку позже на них садится дюралюминиевая пластинка, которая прижимает все транзисторы к радиатору. (На фото первый вариант усилителя, одна ТДА7294 без транзисторов. Схема себя не показала, потому позже был реализован другой УМ)

Плата преобразователя крепится к МДФ пластики с помощью дюралюминиевых уголков, два маленьких непосредственно прикручены к плате и пластине, а два больших удалены от платы и с помощью 2-х растяжек из медного провода не дают плате качаться.

Для платы усилителя мощности сделан пластмассовый уголок, который поддерживает одну ее часть, однако она в основном держится за счет выходных транзисторов и микросхемы, которые сильно прижаты к радиатору дюралюминиевой пластинкой. Между радиатором, микросхемой и всеми выходными транзисторами обязательно должна быть диэлектрическая пластинка ну и конечно термопаста, корпуса транзисторов и микросхемы изолированы от радиатора.

Плата стабилизаторов крепится на два пластмассовых уголка, а плата фильтров держится с помощью дюралюминиевой пластики, к которой прикручены три регулятора.

Проводы от клемм питания к плате ПН максимально толстые, не менее 4-6 кв.мм. Для подсоединения платы индикатора и индикаторов работы сабвуфера использован 8-ми контактный разъем. Также, можно для удобства ввести 2-х контактный разьем для подсоединения динамической головки.

Плата индикатора выходной мощности и индикаторов включения закрепленные в отведенном месте, отверстия для проводов после монтажа заклеиваются пластилином. Индикаторы закрыты затемненной стеклянной пластинкой.

Окончательный результат

Конечным результатом на то время остался довольным. Сабвуфер играл очень мягкий, приятный и глубокий БАС и мог создать совсем неплохое как для 10-ки звуковое давление. Однако играть у меня ему судились не долго, поскольку после покупки авто было запланировано строить другую систему с другим сабом. Данный сабвуфер было продан и поныне он радует нового хозяина.

Статьи по теме