Полочная акустика своими руками


Двухполосные колонки: проектирование и сборка в домашних условиях

Акустические системы для меломанов я начал создавать в 1993 году. С этого момента и вплоть до 2001 года меня волновала серьезная проблема: практика показала, что модели, хорошо воспроизводящие музыку, нельзя повторить без индивидуальной дополнительной настройки каждой пары АС. С другой стороны, модели, которые нормально повторялись, не обладали привлекательным звуком.

Известно, что малые творческие коллективы (как раз в таких я и работал), имеют шанс выжить, лишь предлагая изделия с убедительными преимуществами. Поэтому в течение 8 лет я делал различные модели АС, которые требовали авторской настройки.

Причина проблемы — в громкоговорителях. Современные серийные динамики изготавливаются из синтетических материалов или из чрезмерно пропитанной бумаги. Это способствует долговечности и стабильности параметров. Для улучшения формального параметра — равномерности амплитудно-частотной характеристики — диффузоры современных громкоговорителей сильно задемпфированы. А это достигается увеличением внутреннего трения в диффузоре за счет свойств применяемых материалов и пропиток.

Повышенное внутреннее трение не позволяет динамику воспроизводить самые тихие звуки, он реагирует движением на сигналы начиная с некоторого порогового уровня. Получается, что платой за стабильность параметров является пониженное звуковое разрешение, потеря «воздушности», недостаточная натуральность тембров акустических инструментов и голосов вокалистов. Поэтому свои АС я старался создавать на основе старых моделей бумажных громкоговорителей с малым внутренним трением материала диффузоров. Такие динамики имеют большой разброс параметров. Кроме того, нет уверенности, что всегда можно будет приобрести нужное количество необходимых громкоговорителей, которые давно сняты с производства.

Желание сделать повторяемую модель высококачественных АС с каждым годом усиливалось. Реализовать его удалось впервые в 1999 году. Были изготовлены три варианта довольно дорогих напольных АС на динамиках Dynaudio, VIFA и Polk Audio.

Самую доступную для повторения модель полочных АС на громкоговорителях VIFA мне удалось собрать в 2001 году.

Шестидюймовый бумажный динамик VIFA M18SG-09 работает в широкополосном режиме — вплоть до 6 кГц. Фильтр, ограничивающий полосу воспроизводимых частот, отсутствует. От 6 кГц и выше воспроизведение обеспечивает ВЧ-громкоговоритель с полимерным куполом 3/4 дюйма VIFA D19SD-05-08. Основное содержание музыки передает НЧ/СЧ-динамик. Поэтому данная модель близка к однополосным системам.

Александр «доктор» Клячин — инженер радиосвязи и радиовещания, специалист международной организации инсталляторов CEDIA. Имеет патенты в области электроакустики, удачные проекты ламповых усилителей и акустических систем. Начиная с 1982 года — эксперт кафедры электроакустики и радиовещания МЭИС (сейчас — МТУСИ). Разработчик профессиональной звуковой аппаратуры, организатор первой выставки «Российский High End». Первым в России создал бестрансформаторный ламповый усилитель. С 1995 по 1998 год — эксперт журнала «Салон AV».

В настоящее время профессионально занимается инсталляцией аудиовидеосистем. Охотно делится своим опытом.

VIFA M18SG-09 — типичный современный бумажный динамик, уступающий, как и все другие типы, старым бумажным громкоговорителям. Тем не менее, ситуация оказалась не безвыходной. На передачу «воздуха» и натуральности тембров влияет не только внутреннее трение материала диффузора. Неравномерность АЧХ в области средних частот и ошибки в балансе между НЧ, СЧ и ВЧ также губительно влияют на воздушность и натуральность.

«Старинные» АС, почитаемые опытными слушателями, созданы на основе превосходных динамиков, возможности которых раскрыты далеко не полностью, так как почти все легендарные старые модели имеют проблемы с равномерностью АЧХ.

Используя свой 9-летний опыт интенсивной работы по настройке различных АС для получения желаемой АЧХ, у меня получилось почти с ювелирной точностью сформировать АЧХ новой модели в области средних частот и обеспечить верный баланс между НЧ, СЧ и ВЧ. Таким образом, все вредные факторы, кроме внутреннего трения материала диффузора, удалось минимизировать. В результате звучание новой модели приблизилось по натуральности к лучшим «старинным» АС.

С точки зрения формальной верности воспроизведения, представляемые АС сопоставимы с такими хорошими аудиофильскими полочными АС, как Concerto (Sonus Faber) или Contour 1.3 (Dynaudio).

Рис. 1

Схема фильтра новой модели представлена на рис. 1. Поясню смысл некоторых символов. Стрелки на линиях, обозначающих кабели внутренней проводки, указывают направленность. Стрелки около катушек индуктивности также соответствуют направленности. Практика показала, что для большинства приобретаемых катушек среднего размера с намоточным проводом начало находится снаружи, а конец («острие стрелы») — внутри катушки. Под средним размером понимается катушка диаметром 15 — 25 см и высотой 15 — 30 см (ориентировочно). Очевидно, что при сматывании провода с такой катушки при изготовлении «L» для вашего фильтра начало направленности совпадет с началом обмотки (точка у края «L» на схеме фильтра), а «острие стрелы» — с последним витком вновь изготовленной «L».

Если вы сомневаетесь в направленности провода, проведите пробное прослушивание, используя отрезки имеющегося провода в качестве акустического кабеля. Плюсовой и минусовой провода предполагаемыми «остриями стрел» должны быть направлены в сторону АС. Основной критерий предпочтительного направления — более «захватывающее», проникновенное звучание. Повышение детальности при перевороте кабеля может ввести в заблуждение, так как нередко именно ослабление эмоций при неправильном использовании направленности позволяет отвлечься от эмоционального содержания музыки и сосредоточиться на восприятии деталей.

Разумеется, элементы фильтра могут соединяться между собой при помощи собственных выводов. Если возникнет необходимость наращивать эти выводы, то следует руководствоваться указанной на схеме направленностью кабелей.

Катушки индуктивности фильтра желательно располагать в перпендикулярных друг другу плоскостях и не ближе 3 см одна от другой. Это минимизирует их взаимодействие, способное ощутимо исказить АЧХ. Цепь С2-L1 фильтра ВЧ лучше смонтировать именно так, как изображено на рис. 1. При этом будут реализованы преимущества указанной направленности проводов и катушки L1. Не стоит размещать резисторы и конденсаторы ближе 1 см от катушек индуктивности. Если вы используете конденсаторы в металлических корпусах, то отдалите их от катушек хотя бы на 3 см. Рекомендованное место расположения фильтра показано на рис. 2, где приведен эскиз корпуса АС. Устанавливать кроссовер близко к громкоговорителям не следует, так как возникнет вредное взаимодействие с катушками. Кажется удобным расположить фильтр на днище корпуса, но тогда нельзя будет ставить АС на металлические стойки.

Рис. 2

Необходимо обеспечить точное соответствие параметров элементов кроссовера, указанным на рис.1. значениям. Допустимое отклонение: ±2%. Лучше, если отклонения будут меньше. С другой стороны, нет смысла стремиться к точности выше ±0,25%. Элементы R1 и R2 не должны обладать паразитной индуктивностью более 2 мН на каждый резистор. Паразитная индуктивность резистора R3 — не более 10 мН. Практика показывает, что приемлемое звучание обеспечивают полипропиленовые и металлобумажные конденсаторы. Полистирольные емкости применять не рекомендую, так как они почему-то искажают эмоциональное содержание музыки, внося в голоса солистов «ехидные» оттенки, а в звучание оркестра — зажатость.

Фторопластовые конденсаторы скрадывают самые тихие звуки, немного напоминая пороговый шумоподавитель. Это ухудшает передачу тонких эмоциональных оттенков, «воздушности» и пространственности звучания.

Самые доступные емкости типа К73 вносят некоторую «раздробленность» или хрипловатость, огрубляют звук. Тем не менее, в отличие от полистирольных и фторопластовых конденсаторов, тип К73, в принципе, применять допустимо, т.к. вносимые ими искажения, во-первых, не очень велики, а во-вторых, не наносят существенного вреда ни эмоциональному содержанию музыки, ни «воздушности» или пространственности.

Электролитические конденсаторы в звуковых цепях использовать не рекомендуют, однако единственный их реально заметный недостаток — потери при передаче сигналов выше 6 кГц (ориентировочно). Во всяком случае, они не вносят такие странные и неприятные искажения, как полистирольные и фторопластовые емкости.

 Рис. 3

В представляемых АС можно изготовить элемент С3 из двух полярных «электролитов», включив их встречно-последовательно (рис. 3.) Суммарная емкость получившегося конденсатора — половина от номинала двух одинаковых конденсаторов. Допустимый диапазон значений изготовленных вами С3 — от 47,0 до 50,0 мФ. При этом разница между С3 для «левой» и «правой» АС стереопары не должна превышать 2%.

Практическое прослушивание показывает, что недопустимое отклонение номинала конденсатора влияет на качество воспроизведения музыки существенно сильнее, чем тип этого элемента. Необходимо добиться низкого сопротивления катушки L2 по постоянному току. Предельно допустимое значение — 0,4 Ом. Лучше, если сопротивление L2 будет не более 0,3 Ом. Для катушки ВЧ-фильтра L1 максимальная допустимая величина сопротивления по постоянному току — 0,8 Ом. Корректирующая цепь на элементах L2, C3 и R3 исправляет АЧХ НЧ/СЧ-громкоговорителя VIFA M17SG-09. Следует учитывать, что почти все модели динамиков звучат с заметной окрашенностью из-за неравномерной АЧХ звукового давления.

Это является причиной ненатуральности тембров, искаженной подачи звуковой сцены. Самое неприятное последствие — невосполнимые потери эмоционального и интеллектуального содержания музыки. Лучшие музыкальные коллективы и солисты настолько точны в своих интерпретациях, что неравномерность АЧХ, особенно в области средних частот, исключают возможность ощутить артистизм и энергетику исполнителей. Один из редких примеров равномерной АЧХ громкоговорителя без применения коррекции — некоторые модели от Dynaudio. Но это не облегчает создание АС, так как на нижнем верхе (4 — 6 кГц) у этих динамиков начинается резкий спад отдачи. Этот «перелом» АЧХ придает звучанию заметный синтетический привкус, бороться с которым в состоянии только очень опытный разработчик.

Поэтому достаточно перспективный вариант — использование бумажных громкоговорителей в сочетании с коррекцией АЧХ. Практическое прослушивание показывает, что искажения АЧХ значительно больше вредят музыке, чем искажения сигнала в элементах корректирующей цепи.

В области от 1250 Гц до 10 кГц НЧ/СЧ и ВЧ-громкоговорители используемых типов очень активно взаимодействуют. Результат — существенная неравномерность АЧХ звукового давления в этом диапазоне. Поэтому цепь С2-L1 настроена на резонанс с максимумом поглощения на частоте 3420 Гц. Эта цепь в сочетании с другими элементами фильтра ВЧ-головки обеспечивает такие частотную и фазовую характеристики излучения ВЧ-громкоговорителя, при которых суммарная АЧХ звукового давления АС наиболее равномерна.

Для внутренней разводки лучше использовать медный литцендрат, соблюдая направленность. Это провод из множества тонких жил, каждая из которых имеет индивидуальную лаковую изоляцию. Площадь сечения — не менее 0,4 мм², что приблизительно соответствует диаметру D 0,7 мм, без учета толщины общей изоляции кабеля. Оптимальное сечение: 0,6 — 0,8 мм², диаметр — D 0,9 — 1 мм.

Если вам не удастся приобрести провод необходимого диаметра, можете набрать достаточную суммарную площадь сечения, соединяя тонкие проводники параллельно (соблюдая направленность).

Рекомендуемый тип проводника превосходит по качеству передачи музыки и звука большинство других разновидностей проводов. Недостаток литцендрата — трудности при облуживании. Необходимо использовать либо аспирин совместно с канифолью в качестве флюса, либо только канифоль, если можно довести температуру жала паяльника до 320 — 340°С. Облуживать надо с использованием достаточного количества припоя, настойчиво прогревая кабель, прижимая его к деревянной поверхности, покрытой канифолью. Будьте осторожны! При избыточных по силе движениях можно оторвать часть тонких жил литцендрата.

Не стоит увлекаться минимизацией длины внутренних кабелей. В данном случае качество передачи сигнала больше зависит от типа проводника, чем от его длины. Удобно, чтобы кабели от входных разъемов до фильтра и от фильтра до громкоговорителей позволяли достаточно свободно припаивать и отпаивать разъемы и динамики перед их установкой в корпус АС. Эскиз корпуса АС приведен на рис. 2. Рекомендуемые материалы — ДСП или ДВП. Допустима фанера соответствующей толщины (16 мм).

Не имея возможности ювелирно настроить АС, самодельщики сосредотачивали свои усилия на улучшении качества корпусов. К сожалению, начиная с некоторого достаточного уровня виброзащищенности и герметичности приращение качества звучания от степени совершенства корпуса резко замедляется. Такой важный параметр, как толщина стенок, зависит от габаритов АС. Для небольших полочных мониторов удовлетворительная вибростойкость стенок достигается при их толщине более 12 мм, если материал — ДСП или ДВП.

Прослушивание показывает, что значительное увеличение толщины стенок дает небольшое улучшение звучания. Каждый этап усовершенствования настройки АС, то есть формирования желаемой АЧХ звукового давления, приносит неожиданно существенное приращение качества воспроизведения. Поэтому изделия разных фирм, оснащенные иногда однотипными громкоговорителями, близкими по качеству корпусами и комплектующими, зачастую звучат по-разному и соответственно отличаются по цене.

Кстати, громкоговорители VIFA очень широко используются в АС многих известных фирм, так как VIFA — стабильный поставщик приличных и недорогих динамиков. Информация о влиянии типовой настройки той или иной модели АС отсутствует в рекламе, так как неопытному покупателю интуитивно значительно понятнее влияние качества динамиков, корпусов и комплектующих. Легче поразить воображение необычной формой корпуса или новой конструкцией и материалами громкоговорителей, чем на практике показывать, от чего действительно в первую очередь зависит качество звучания.

Тем не менее, самые опытные и внимательные любители музыки обращают первостепенное внимание на прослушивание выбираемых АС, а во вторую очередь — на технологические особенности этих изделий.

Разумеется, в изготавливаемом корпусе не должно остаться ни одного негерметичного стыка, ни одного отверстия, кроме порта фазоинвертора (ФИ). Как видно на рис. 2, данные АС оснащены щелевым ФИ с выходом на задней стенке, настроенным на частоту 40 Гц. Известное теоретическое предположение о губительном влиянии незначительных щелей на воспроизведение НЧ опирается на понятие добротности (Q) акустической колебательной системы, состоящей из громкоговорителя, корпуса и ФИ. Расчеты показывают, что даже небольшие щели и отверстия ощутимо снижают Q. Многочисленные практические наблюдения опровергают эту гипотезу. На передачу НЧ незначительная разгерметизация почти не влияет. Необходимость тщательной герметизации связана с заметными свистящими призвуками из-за «продувания» малых щелей и отверстий при воспроизведении низких частот.

Как видно на рис. 2, боковые и, частично, передняя стенки корпуса АС усилены двумя ребрами жесткости. Площадки соприкосновения ребер и внутренних поверхностей корпуса должны быть полностью проклеены, чтобы эти ребра и детали корпуса были единым «монолитом». То же относится и к доске, «отсекающей» щелевой ФИ. В этой доске имеется отверстие для установки пластмассовой колодки с разъемами.

Размеры отверстия выбирайте в зависимости от доступного вам типа колодки («корытца»). Можно просто просверлить в той же области необходимые отверстия и вклеить при помощи эпоксидной смолы нужное количество одиночных разъемов (два или четыре, если вы используете bi-wiring).

Возможны два варианта заглушения внутреннего объема АС.

Первый: покрыть внутреннюю поверхность корпуса звукопоглощающим материалом. Достаточно пары слоев синтепона или ватина. Второй вариант: заполнить объем звукопоглотителем, соблюдая следующие правила.

  1. Материал не должен давить на диффузор НЧ-динамика и на его провода от катушки.
  2. Отверстие ФИ, направленное внутрь корпуса, и пространство для движения воздушного столба из этого отверстия (примерно 5 — 10 см) должны быть надежно застрахованы от попадания заглушающего материала.
  3. Необходимо быть уверенным, что материал со временем не свалится на дно АС. По крайней мере, зона вокруг НЧ/СЧ-динамика должна быть всегда заполнена звукопоглотителем, иначе ящичные призвуки неизбежны.
  4. Не следует набивать звукопоглотитель «туго», он просто должен заполнить предоставленный ему объем без уплотнения и сжатия.

Чтобы выполнить эти условия, потребуется приклеить звукопоглощающие «подушки» или «валики» к корпусу в нескольких необходимых местах.

Удобно использовать достаточно большие куски синтепона или ватина. Их легко сворачивать в стабильные по форме рулоны или формировать из них «подушки», наполненные мелкими отрезками звукопоглотителя. Можно заполнять «подушки» отрезками поролона. При этом заворачивать поролон необязательно в синтепон, подойдет и марля. Следует помнить, что со временем поролон высыхает и может частично превратиться в порошок, поэтому лучше применять синтепон или ватин.

Размеры, конструкция корпуса и толщина стенок обеспечивают более чем достаточную виброзащиту. Дополнительная антивибрационная обработка внутренних поверхностей корпуса будет бесполезной тратой сил и может привести к недопустимому уменьшению объема.

Если передняя панель не имеет дефектов, рекомендуется установить громкоговорители без каких-либо уплотнительных колец, промазок силиконом или пластилином. Механические свойства корпусов применяемых громкоговорителей обеспечивают в данном случае герметичность и отсутствие дребезга.

Будьте осторожны при установке ВЧ-головки! Её пластмассовый корпус треснет, если вы закрутите саморезы слишком сильно.

Прослушивание показывает, что элементы виброразвязки, применяемые при креплении динамиков, незначительно влияют на звучание. По этой причине в современных АС динамики чаще всего просто привинчивают саморезами.

Фанера, и в особенности ДСП и ДВП, обладают превосходным звукопоглощением на средних и высоких частотах. В связи с этим внутренние плоскости корпуса не должны быть ламинированными или окрашенными. В готовом виде данная модель АС имеет закругленные края передней панели, которая отделана синтетической или натуральной кожей. Это уменьшает дифракционные явления и, соответственно, улучшает измеряемые характеристики АС по звуковому давлению. Тем не менее, вы можете использовать простые прямоугольные корпуса. Ухудшение звучания будет незначительным. В данном случае приборы «видят» то, что для слуха второстепенно. К сожалению, чаще измерительная техника не «воспринимает» явной разницы при изменениях в аудиосистеме, четко заметных на слух.

Предлагаемые АС, как и многие другие, следует установить на высоте от пола до центра ВЧ-головки, равной 100±10 см. Большинство бытовых АС нормально звучат в помещении с капитальными стенами, мягкой мебелью, ковром и достаточно плотными шторами на окнах. Некапитальные стены, гипсокартонные фальшстены и потолки, крупная мебель (шкафы и т.п.) поглощают низкие частоты. В этих условиях любым нормальным АС требуется грамотно согласованный с ними и помещением сабвуфер. В комнате без звукопоглощения хорошее звучание исключено. Для бытовых АС нормальная площадь комнаты прослушивания: 12 — 30 м² (ориентировочно). Правильное размещение АС — на равных расстояниях от оси симметрии комнаты. Акустическая обстановка для левой и правой АС должна быть равноценной. Например, если справа — окно, закрытое портьерами, а слева — голая стена, то, за счет отражений от стены, звуковая сцена сместится влево.

Если установить АС посередине между полом и потолком, например на высоте 140 см при потолке 280 см, то НЧ перестанут воспроизводиться. Причина — определенная система формируемых при этом стоячих волн в помещении. Для получения хорошей звуковой сцены необходимо удалить АС от задней стены хотя бы на 60 — 70 см. Не стоит придвигать их к боковым стенам ближе, чем на 20 см. При удалении АС от задней стены на 1 — 1,5 м получается превосходная пространственная картина, но может недоставать низких частот. Чем ближе слушатель к противоположной от АС стене, тем больше для него отдача по самым низким частотам, избыток которых чаще приносит для музыки больше вреда, чем нехватка.

Если между АС расстояние менее 2 м, звучание будет «зажатым» и «плоским». Если оно более 3,5 м, возникнет разрыв звуковой сцены. При размещении слушателя и АС в углах равностороннего треугольника становится возможна локализация источников звука во всех направлениях. Например, при прослушивании грамотно записанной звуковой дорожки фильма, локализуются звуки сбоку и сзади без подключения процессора пространственного звучания и без тыловых усилителей и АС. Тем не менее, в домашнем кинотеатре тыловые каналы полезны, так как вышеуказанное расположение АС и слушателя часто не соблюдается. Кроме того, не все фонограммы содержат достаточную фазовую и реверберационную информацию, необходимую для пространственного воспроизведения при помощи только двух каналов.

За точность АЧХ всего тракта в первую очередь отвечают АС. Поэтому ювелирная настройка акустических систем — необходимое условие для прослушивания музыки. Другие элементы тракта сильнее влияют на передачу фактуры, натуральности звучания. Например, неудовлетворительный CD-плеер, усилитель и кабели не позволят ясно отличать синтезированное фортепиано от настоящего. Даже в таком тракте хорошие АС могут раскрыть артистизм и энергетику музыкантов, то есть главное, что делает музыку более совершенным миром, чем наш повседневный жизненный круг.

Для предлагаемой модели следует учесть один важный момент. Эти АС созданы для работы с ламповым усилителем, обладающим выходным сопротивлением около 2 Ом. Разные модели ламповых аппаратов имеют выходное сопротивление от 0,3 до 6 Ом. Чаще встречаются значения от 1 до 3 Ом. У транзисторных усилителей этот параметр, как правило, стремится к 0 Ом. Конкретное значение выходного сопротивления, взаимодействуя с частотно-зависимой характеристикой — импеданса любой модели АС, формирует определенную АЧХ звукового давления. Поэтому при подключении к различным типам усилителей мы имеем разное по тембру звучание от одной и той же пары АС. Чтобы сохранить точность воспроизведения предполагаемой модели при использовании транзисторного усилителя, надо последовательно с каждой АС включить резистор номиналом 1,8 — 2,2 Ом (одинаковый для левого и правого каналов) мощностью более 10 Вт и индуктивностью менее 7 мН. Наша АС имеет паспортную мощность 40 Вт.

Благодаря оптимальной настройке фазоинвертора нижняя граничная частота по уровню -3 дБ, составляет 40 Гц. Это очень хороший показатель, так как даже напольные АС реально по уровню -3 дБ редко воспроизводят сигналы ниже 50 Гц. Когда даются значения 20 — 40 Гц, обычно имеют в виду отклонение -8 — -16 дБ. Верхняя граничная частота (по уровню -3 дБ) — не менее 20 кГц. Номинальное сопротивление — 8 Ом. Чувствительность — 87 дБ/Вт/м.

Правильно повторить акустические системы по их описанию имеют шанс только опытные люди, обладающие к тому же исправной измерительной техникой для точного изготовления элементов фильтра. Если вы не имеете необходимых навыков и технического обеспечения, а прослушивание предлагаемых АС оставило положительное впечатление, лучше приобрести их в готовом виде.

АС могут быть отделаны синтетической пленкой, натуральным шпоном, изготовлены из массива или отделаны рояльным лаком. Производится данная модель на фирме ZKI, специалисты которой владеют методами качественной деревообработки и необходимым опытом серийного производства акустических систем без отклонений от эталона. Предприятий с таким качеством работы очень мало, поэтому рекомендую поручать изготовление акустики, создаваемой любителями и профессионалами, именно фирме ZKI.

ПрактикаAV #2/2002

Tags: VIFA D19SD-05-08VIFA M18SG-09

Hi-End акустика своими руками, или как сделать хорошие колонки

Посвящается тем, у кого есть свободное время

Открываем популярный журнал про хороший звук и с удовольствием смотрим на изящные образы (если не сказать образА) акустических систем, а посмотреть есть на что. Мощные башни ощетинились во все стороны динамиками, блестят своими лакированными боками, давят паркет острыми шипами и вообще вызывают чувство глубокого уважения. Похоже, у них есть только один недостаток – это, конечно, цена. Возникает вполне логичный вопрос, а что если сделать копию какого-либо монстра самому? Купить динамик несложно, собрать корпус, пускай и не такой красивый – тоже, катушки и конденсаторы можно отечественные, аккуратно спаять 3 детали – и вовсе задача для ученика 10-го класса школы.

С учетом количества готовых модулей, которые предлагает Ebay, сделать хороший усилитель не намного сложнее. Чего там только нет: коммутация, защита АС, платы класса A-AB-D, регуляторы громкости на любой вкус, красивые корпуса, сделанные специально для аудио, ручки, ножки и трансформаторы – знай только соединяй. В следующей статье мы обязательно расскажем, как собрать свой усилитель, который не уступит большинству «брендовых» образцов стоимостью до 60-70 тысяч рублей.

Возможно, далее в тексте вы встретите незнакомые слова. К счастью, нам пришел на помощь неизвестный аудиофил и оставил ссылку на свой личный архив информации по акустике и усилителям, там есть реально ВСЕ и даже и больше, настоятельно рекомендуем к ознакомлению.

Из чего делать? Фанера, МДФ, ДСП, пластик, массив.

Мир видел много странных акустических конструкций, например, из бетона или шлакоблока. Все же самыми «востребованными» остаются вышеперечисленные пиломатериалы на основе древесины. Попробуем понять, какой из них «правильнее». Базовое правило – вне зависимости от выбранного материала не экономьте на его качестве, то есть цене.

Первым идет король современной Hi-Fi и Hi-End индустрии – МДФ, из него сделано подавляющее большинство колонок, как дорогих, так и дешевых. Причина проста – невысокая стоимость, удобство обработки и отделки, в том числе варианты с готовым шпоном, отсутствие ярких резонансов. При грамотном проектировании получение оптимального результата гарантировано. Рекомендуем к применению, больше сказать нечего.

Пластик – понятие очень растяжимое, его «авторитет» значительно подточен дешевыми китайскими подделками, хотя преимуществ у него не меньше, чем у любого другого материала. Проблему недоступной для любителя возможности отливать свои заготовки из желаемого материала – проходим мимо.

Хорошим материалом для изготовления корпуса акустической системы может служить ДСП. Пожалуй, главный его недостаток – множество проблем с отделкой, не важно, что вы решите: красить, шпонировать или обтягивать. У ДСП есть огромный плюс: если нужно сделать быстро и очень дешево, то можно использовать заводскую ламинированную плиту (ЛДСП). Добиться в таком случае высокой эстетики вряд ли получится, но цена и скорость оставят далеко позади всех остальных претендентов. Если сравнивать резонансные свойства материалов в разрезе пригодности для колонок – ДСП занимает первое место, хотя разница по сравнению с МДФ невелика.

Капризная, но неизменно желанная «матерыми аудиофилами» госпожа фанера. Фанера бывает нескольких видов – березовая, хвойная, ольховая, ламинированная. Почему капризная? Любую фанеру «ведет», то есть при высыхании лист изменяет свою геометрию, при пилении часто появляются сколы. Также это не самый простой для отделки материал, если вы хотите получить «глухой» матовый цвет без проступающих граней, текстуры, ребер. Причина для того, чтобы терпеть эти мучения, довольно спорная: по мнению «бывалых» только фанера дает то самое живое дыхание, которое «убивают» ДСП и МДФ.  Наиболее мне непонятно желание сделать себе корпус из «живой» фанеры и «убить» ее слоями шпаклевки, грунта, краски, лака в попытке скрыть «страшные» стыки с прожилками (слоями фанеры), которые днем и ночью смотрят с немым укором на своего владельца. Куда предпочтительнее варианты специальной пропитки, хотя бы тем же «датским маслом», не так уж страшны эти темные «полосочки» на ребрах корпуса…

Что за нищебродство этот ДСП-МДФ? Может сразу из цельного дуба, да потолще!? Не спешите вставлять динамик в первое увиденное дупло. Вопреки ожиданиям массив древесины ценных пород не обогащает звук пропорционально вложенным деньгам, более того, даже требует дополнительного демпфирования по сравнению с более дешевыми материалами. Хотя его несомненные плюсы – это удобство отделки: если акустика собрана аккуратно, довести ее до симпатичного эко-вида не составит большого труда. Вместо увеличения толщины рекомендуется добавить (приклеить) с обратной стороны еще один лист менее резонансного материала, например, того же МДФ, сделать «сэндвич». Наиболее удачный вариант применения массива – это акустика типа «щит», где требуется красивая и тяжелая передняя панель.

Экзотика. Часто выбор обусловлен тем, что есть под руками. Подобно тому, как птица может виртуозно вплести в гнездо всякий мусор, так и меломан тащит все, что плохо лежит. Можно найти на просторах сети идеи, воплощенные из сантехнических труб, искусственного камня, папье-маше, футляров и корпусов от музыкальных инструментов, примитивных строительных материалов, товаров IKEA, и.т.д., и.т.п.

Куда вставлять динамик?

Основную задачу акустического оформления можно сформулировать простым языком приблизительно так: максимально отделить колебания, излучаемые передней стороной диффузора динамика, от тех же противофазных колебаний, излучаемых задней стороной диффузора. Идеальным акустическим оформлением с точки зрения учебника считается бесконечный экран, такой невероятно огромный щит, в который установлен динамик. Понятное дело, слова «невероятно огромный» не подходят ни к нашему жилищу, ни к заработной плате, так что инженеры стали искать способ «свернуть» этот экран с минимально негативными последствиями для звука. Так получилось все многообразие вариантов, некоторые снискали себе наиболее обширную славу в интернете, их мы и рассмотрим в данной статье.

Просто динамик или корпус без корпуса

Тяжело себе представить, что есть такой вид «акустики», но, листая ленту фотографий в pinterest по теме аудио, все чаще натыкаюсь на грозди 12-ти дюймовых динамиков, которые собраны вместе без всякого оформления и явно представляют собой законченный агрегат. Наверное, замысел автора пронизан следующей логикой: любой корпус портит звук, лучше акустическое короткое замыкание, чем деревянные оковы, но чтобы был хоть какой-то «низ», надо взять динамики с максимальной площадью диффузора, на которые только хватит денег. Если это ваш путь – без комментариев.

Щит и «широкополосник»

Говорят, те, кто попробовал лампу, широкополосный динамик и открытое оформление, никогда уже не возвращаются к традиционному, транзисторно-резиновому образу жизни. Описывать свойства щита занятие не благодарное, вся необходимая информация есть в архиве, а для самых ленивых – и на youtube, где подробно объясняют, что это за зверь и с чем его едят, например:

Наибольший плюс такой конструкции – простота изготовления. Нужен лист любимого материала и лобзик. Самый главный критерий, который будет влиять на итоговое качество звука – стоимость установленной динамической головки. Неутихающую народную славу снискал себе динамик 4а32, даже такие гранды, как fostex, sonido, supravox, sica или сам visaton B200, остались далеко позади. Поговорка «размер имеет значение» –  вот лучшая математическая формула для щита (чем больше – тем лучше). Далее идут вариации щита, например щит, со свернутыми боковыми стенками, щит, у которого низкочастотный модуль сделан в виде ящика с фазоинвертором, и.т.п. Фирменная особенность звука – «воздушное» звучание с минимумом резонансов, при этом сравнительно высокое звуковое давление.

ПАС – панель акустического сопротивления

Что если попытаться скрестить щит и закрытый ящик? Получится ящик с задней стенкой, в которой сделано множество отверстий. Количество отверстий, их суммарная площадь в сочетании с объемом ящика будет определять степень демпфирования (сопротивления), уровень низких частот (чем меньше «дырок» – тем больше баса, но и больше «бубнежа»). Количество подбирается экспериментально, по вкусу.

Линейный массив излучателей, групповой излучатель (ГИ)

На самом деле, такой подвид акустики касается больше динамиков, нежели конструкции самого корпуса. Думаю, вы уже видели колонки, каждая из которых состоит из большого количества одинаковых маленьких-маленьких динамиков, ну или не очень маленьких, кому как позволяет бюджет и жилое пространство:

По электрической схеме, головки включены последовательно, то есть «плюс» предыдущего подсоединен к «минусу» последующего, возможно комбинирование последовательно-параллельного соединения. Количество динамиков, собственно, тоже ограничивается только деньгами, здравый смысл, как правило, к этому моменту уже бесследно пропадает. Не подумайте обо мне ничего плохого, я пробовал такое извращение, мне даже понравилось, если есть возможность, настоятельно рекомендую собрать себе подобную конструкцию хотя бы ради интереса. Опять же, бюджет сего безобразия не очень велик, как правило, применяются отечественные динамики в хорошем состоянии, 5гдш, 8гдш, 4гд-8е, и.т.п.

Акустическое оформление – тот же щит или закрытый ящик, желательно хитрой формы, например треугольной. Одна из проблем, с которой предстоит столкнуться – высокое суммарное сопротивление, не всякий усилитель раскроет потенциал «массива». Серийные образцы, выпускаемые фабрично, имеют более сложные решения, динамики часто собираются в хитрые модули, добавляются фильтры.

Фазоинвертор, bass reflex port, резонатор Гельмгольца, он же ящик с «трубой»

Вот он – самый популярный вариант акустического оформления. Массовым становится самое выгодное по соотношению цена\получаемый результат, наш случай не исключение для данного правила. Для тех, кто не скачал архив неизвестного аудиофила, объясняем на пальцах. В трубе фазоинвертора есть некоторый объем воздуха, который зависит от его длины, он же «связан» с воздухом, который содержится внутри колонки.  При удачной настройке длины трубы (не будем сходу погружаться в теорию) удается добиться более уверенного воспроизведения низких частот, чем просто в закрытом ящике. Если еще проще – с фазоинвертором получается глубокий бас.  Для более углубленного понимания вот ролик с уже полюбившегося нам канала:

Хоть данный вид акустики и популярен, он далеко не так прост в изготовлении, одно тянет за другое. Динамики, которые подходят для такого оформления, называются «компрессионными», чаще всего имеют резиновый подвес и полосу частот, которая требует установки высокочастотного звена, твиттера или пищалки, то есть добавляется электрический фильтр. Выбор оптимального объема корпуса, его геометрии, точная настройка длины трубы имеют большое значение и не всегда соответствуют расчетным величинам. Ситуацию облегчает наличие в сети массы проектов, где авторы уже прошли тернистый путь и предлагают поэтапные инструкции с подробным описанием что, как, из чего надо делать. Впрочем, всегда находятся энтузиасты, которых не устраивает «готовое» и хватает упорства пройти своей дорогой. Недостатки фазоинвертора – «бубнеж» и «задавленная середина». Первое решается тщательным подбором формы, диаметра, материала и длины трубы; второе – добавлением отдельного среднечастотного звена. Верный путь к трехполосной акустике.

Обратный рупор TQWP и другие лабиринты судьбы

Чего только не придумали люди, чтобы усложнить путь колебаниям, идущим от обратной стороны динамика… Пожалуй, более всех отличилась фирма B&W со своими Nautilus, хоть памятник ставь этой морской раковине-мутанту. Но это гранды, а все, что можем мы, обычные аудиофилы, так это вспомнить свои ночные кошмары и поставить внутри прямоугольного ящика дощечки с гвоздями так, чтобы этому поганому звуку мало не показалось. Если серьезно – есть такие динамики, к которым оформление типа «фазоинвертор» не подходит, а щит не дает желаемого количества баса, от вида же сабвуфера что-то сжимается в животе. Тогда на помощь приходит обратный рупор или более сложный вариант – лабиринт. Для тех, кому интересно, как это работает, желаем приятного просмотра

Кто-то может возразить: обратный рупор – это не совсем лабиринт, отчасти мы можем согласиться, но что более достоверно – он ближе к лабиринтам, чем классический рупор:

Он напоминает о старом граммофоне. Как можно догадаться из названия, обратный рупор или лабиринт – далеко не самый простой вид акустического оформления, он требует хорошего понимания теории, точного расчета или хотя бы соблюдения заводских рекомендаций. Например, крупные фирмы-производители широкополосных динамиков, как правило, приводят в документации к своим динамикам пару вариантов чертежей корпуса.

Онкен, закрытый ящик (ЗЯ), рупор, пассивный излучатель и другие

Наше повествование идет по следам народной популярности, а это довольно узкий список. Закрытый ящик почти всегда бубнит, под онкен тяжело подобрать динамик, рупор велик по размерам, сложен в изготовлении и расчете, пассивный излучатель неплохо работает, но в конструкциях любителей почему-то не прижился. Наверное, можно найти еще несколько редких видов или подвидов оформления, которые здесь не упомянули, что поделать, всего не охватишь.

Демпфирование, «набивка», «заглушка»

Корпуса готовы, что с ними делать дальше? Правильно, демпфировать. Можно разделить демпфирование на два вида:  вибропоглощение и звукопоглощение. Для вибропоглощения хорошо подходят автомобильные материалы, мастики и специальные листы с клейким слоем, предпочтительней последнее. Со  звукопоглощением наблюдается разброд и шатание, кому-то нравится войлок, кому-то шерсть, ватин, синтепон, прочее. Ответ достаточно прост – для разного эффекта, в зависимости от типа корпуса и частоты, которую хочется подавить, будет зависеть выбор материала. Заполнение звукопоглощающим материалом корпуса увеличивает его виртуальный объем, однако определить универсальную норму, на мой взгляд, невозможно.

Настройка кроссовера (разделительного фильтра)

Вы решили делать многополосную акустику. Нужен ли измерительный микрофон? Если это разовый проект, то нет, не нужен, достаточно иметь тестовую подборку треков и некоторый опыт для понимания, какое звучание можно назвать более правильным. Просто придется дольше перебирать детали пассивного фильтра, слушать и сравнивать, но в итоге результат будет именно такой, который нужен вашим ушам, помещению. Чуть легче дело обстоит с активными кроссоверами. Раньше их приходилось делать самостоятельно, травить и разводить платы, паять, очень муторный процесс, особенно если схема имеет приличную крутизну среза и регулировки, для трехполосной акустики – просто дикая штука. Благо сегодня достаточно просто зайти на ebay и выбрать вариант себе по карману, хочешь на операционниках, хочешь на DSP. Регулировать частоту, а иногда и крутизну среза (в особо редких случаях фазу), можно плавно хоть каждый день.

Финал

Иногда мне кажется, что ситуация в мире аудио напоминает легенду о Вавилонской башне. Когда-то, в далекие времена, когда нога Van Den Hul’a еще не ступала на землю, люди строили вместе один комплект домашнего стерео. Большие-большие колонки, не менее большой усилитель, а к ним тянулись толстые-толстые кабели. Увидел это некто свыше и ужаснулся – ну и дичь, хоть бы книжки почитали какие… Суровая кара постигла незадачливых аудиофилов, с тех пор они спорят до хрипоты, но так и не могут договориться, как надо делать колонки-усилители, вот каждый и делает свои, как может.

Изготовление акустических систем своими руками

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.

Устройство акустической системы

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:

  1. Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
  2. Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
  3. 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:

Трехполосная акустическая система

  1. Низкие частоты – головка CA21RE (h497) посадкой на 8 дюймов.
  2. Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
  3. Верхние частоты – головка 27TDC (h2149) 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):

f = 1 / 2П RC;

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 акустической системы

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):

  1. Емкость 4 мкФ.
  2. Неиндуктивные сопротивления R1, R2 номиналом 2,4 Ом, 20 Ом.
  3. Индуктивность (катушка) 0,27 мГн.
  4. Сопротивление R3 8 Ом.
  5. 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.

Полочная акустика своими руками

Полочная акустика hi fi позволяет получить качественный звук для небольших по площади помещений.

Собрав такую акустику самостоятельно, вы сможете получить высокое качество звучания и существенным образом сэкономите на покупке фирменной уже готовой полочной акустики. В этой статье на нашем сайте мы расскажем вам как собрать качественную полочную акустику с естественным звучанием.

Домашняя акустика.Выбор количества полос

Перед тем как приступать к выбору необходимых компонентов акустики вам нужно определиться с количеством полос. В идеале полочная домашняя акустика должна быть однополосной, однако не каждый сможет изготовить отдельный акустический элемент для каждой из полос.

В итоге приходится идти на компромиссы изготавливать двух и даже трёхполосные колонки. Рекомендуем вам остановить выбор на классическом двухполосном варианте, в котором могут использоваться динамики, отвечающие за низкие (басы) и высокие частоты.

Выбираем акустические динамики

Основным требованием, которое предъявляется к динамикам, является оптимальное сочетание качества звучания и стоимости. Вы должны понимать, что качественного звука от динамиков, которые предлагается покупателям по 300 – 500 рублей, вы не получите. В тоже время гнаться за акустикой уровня хай энд, стоимость который может составить не одну тысячу долларов, мы бы не рекомендовали. Именно поэтому вам необходимо выдержать своеобразную золотую середину, что и позволит создать качественную полочную акустику с минимальными затратами.

В качестве высокочастотных динамиков мы использовали недорогие четырёхомные пищалки Vifa XT19SD-00/04 ring-rad. Для своей цены они отличаются высоким качеством звучания и пользуются популярностью среди аудиофилов.

Для низких частот мы использовали динамики Soundstream Exact 5.3. Эти динамики позволяет получать одновременно чёткий бас и качественные средние частоты. Закреплённые в алюминиевой литой корзине колонки своими руками работают от четырёхомного напряжения и при этом имеют минимальный размер. При возможности рекомендуем приобретать эти низкочастотные динамики, что позволит вам создать качественную полочную акустику.

После того как громкоговорители будут приобретены можно приступать непосредственно к созданию акустики.

Пассивная акустика или же активная акустика

Каждый вид акустики имеет свои преимущества и недостатки. При выборе пассивной или активной акустики вам необходимо определиться с будущим размером короба и габаритами колонок. Также учитывается возможность использования отдельных модулей, которые подключаются к динамикам и управляют их работой. В последующем вы можете с лёгкостью комбинировать и заменять такие модули, что позволит изменять звучание акустики.

Существенным недостатком активной акустики является её достаточно высокая стоимость. В данном случае необходимо устанавливать специальный усилитель, стоимость изготовления которого может быть в ряде случаев больше стоимости изготовления самой акустики. Усилители низкой частоты должны устанавливаться в каждой из колонок. Тогда как при использовании пассивной акустики можно обойтись одним усилителем.

Расчет размера корпуса полосовой акустики

Расчёт размера корпуса необходимо проводить исходя из диаметра имеющихся динамиков. В большей степени на размеры корпуса влияет диаметр низкочастотного динамика. Расчёты размеров корпуса не представляют какой-либо сложности. Вы можете воспользоваться специальными программами, которые можете скачать в интернете или же познакомиться со спецификацией того или иного динамика на сайте его производителя.

Большинство производителей в соответствующей документации указывают рекомендованные размеры корпуса полочной акустики для конкретной модели. Стандартные размеры корпуса для используемых нами низкочастотных динамиков составили 110 на 210 и на 270 миллиметров.

Если у вас возникли какие-либо сложности по расчёту размера корпуса, рекомендуем воспользоваться интернетом или посетить сайт производителя ваших динамиков. Это позволит с лёгкость определить необходимый размер корпуса и параметров фазоинвертора.

Материал корпуса

Выбор материалов и расчёт конструкции является одним из важнейших этапов создания полочной акустики. Рекомендую вам использовать МДФ для изготовления корпуса колонок. Перед тем как заказывать распил листа МДФ необходимо узнать выполняют ли в выбранной вами мастерской точный и ровный распил на специальном оборудовании. В домашних условиях качественно провести распилку МДФ невозможно. Поэтому вам необходимо обращаться в специализированные деревообрабатывающие мастерские.

Дизайн колонок выбирается в первую очередь исходя из внешнего вида используемых динамиков. Необходимо отметить, что внешний вид в первую очередь зависит от того насколько качественно проведён распил древесины. Самостоятельно изготовить эффектную акустику у вас не получится. Необходимо заказать распил с помощью специальных высококачественных станков, что и позволит несколько улучшить внешний вид созданной полочной акустики.

Если же вы хотите создать своими руками акустику для гостиной нам необходимо использовать для изготовления натуральную древесину. В данном случае стоимость работ может многократно увеличится. Все необходимые выкройки по распилу древесины для изготовления колонок вы с легкостью сможете найти в интернете. Далее вам необходимо будет соотнести имеющиеся выкройки с рассчитанными вами размерами корпуса.

При желании вы можете использовать специальные программы для расчёта и проектирования трехмерных моделей колонок. Так, например большой популярности для этой работы пользуется бесплатная программа SkethUp, которая позволяет создавать трёхмерные конструкции, и в последующем получать по ним выкройки. Какой-либо сложности в использовании данной программы нет.

В нашем конкретном случае мы использовали достаточно простую конструкцию из шести стенок, которые соединялись друг с другом. Спереди мы делаем два выреза для динамиков. Сзади необходимо сделать небольшие отверстия для клеммника и фазоинвертора.

Созданные своими руками колонки вы можете украсить путём оклейки корпуса. В данном случае вариантов может быть несколько. Самый простой – это оклейка плёнкой. Данная работа не представляет сложности, однако внешний вид конструкции может быть далёк от идеала. Заманчиво может выглядеть идея покрасить колонки различной краской или же покрыть специальным лаком для дерева.

Необходимо отметить, что подобный способ отделки корпуса не пользуется должной популярностью, так как окрашенные колонки впишутся не в каждый интерьер. Универсальным способом отделки полочной акустики можно назвать оклейку их шпоном из натурального дерева. Впрочем, многим может показаться такой вариант достаточно скучным. Выбор варианта всецело за вами.

Подчеркнуть эффектный внешний вид полочной акустики вы можете, используя дополнительных накладки из кожзаменителя на ободке колонок. Приобрести такие накладки вы можете в специализированных магазинах или же использовать подручные средства. Помните лишь о том, что монтировать накладки необходимо максимально аккуратно, чтобы не повредить сам динамик.

Используемые для работы инструменты

В своей работе вам потребуется использовать следующие инструменты:

  • Шлиф-машинка.
  • Фрейзер.
  • Дюбель бабочка.
  • Электролобзик.
  • Циркулярка.
Распил материала

Как было сказано выше, лучше всего распиливать листы материала с помощью специальных станков. Подобная услуга имеет доступную стоимость, что и позволяет получать максимально качественно обработанную кромку реза. В том случае, если вы планируете выполнять раскрой самостоятельно, вам потребуется использовать циркулярный резак и специальную шлиф-машинку, которая позволит подогнать элементы друг к другу.

Сборка корпуса

Распиленные элементы корпуса соединяются друг друга с помощью шурупов и клея. Помните, что изготавливать корпус первоначально необходимо без передней стенки.

Не забудьте сделать отверстие для клеммника и фазоинвертора. Для этой работы необходимо использовать специальную дрель, что позволит сделать идеально ровные отверстия. Нелишним будет подклеить внутреннюю часть короба виброизоляционным материалом.

Динамики рекомендуется располагать максимально близко друг другу. Для этого на передней стенке необходимо вырезать специальное отверстие. Сделать это можно электролобзиком или при помощи специальной насадки на электродрель. Расстояние между краями динамиков должно быть примерно 1 сантиметр. После того как отверстие будет проделано необходимо снять фаску на глубину в 1-2 миллиметра. Для этой работы необходимо использовать ручной фрезер. В большинстве случаев данная работа не представляет особой сложности и выполняется за 15-20 минут.

Крепиться клеммник и динамики к стенке короба при помощи саморезов. Необходимо использовать тонкое сверло, которым делаются небольшие отверстия под саморезы. В том случае, если вы планируете зажимать саморезы, что называется по живому, МДФ панель может растрескаться от вкручивания шурупов. Используйте качественные крепежные элементы. На внешних поверхностях отверстия от шурупов можно заделать с помощью эпоксидного клея. После того как эпоксидный клей высохнет, необходимо обработать поверхность шлиф машинкой.

Отделка полочной акустики.

Для отделки корпуса акустики принято решение использовать натуральный шпон. Широкие листы скрепляются скотчем и клеятся к корпусу. Для защиты шпона покрываем его прозрачным лаком. При желании можно обшить корпус кожзаменителем. Кожа может располагаться по всей поверхности колонок или же использоваться в качестве тесёмки.

Для фиксации необходимо использовать специальный клей для кожи. Клеить можно все стороны сразу и не ждать полного застывания отделочного материала на какой-либо из сторон. Помните лишь о том, что перед работой необходимо обезжирить поверхность и использовать качественный клеевой состав. Наибольшую сложность в отделке представляет фазоинвертор.

Необходимо максимально аккуратно обклеить отверстия, то позволит придать ему аккуратный внешний вид. Не забудьте также прорезать отверстия на клеммнике с последующим проклеиванием материала, что позволит устранить расслаивания кожзаменителя в районе клемника.

Финальный монтаж.

Все того как будет изготовлен корпус будущей полочной акустики можно приступать к сборке акустических элементов. На первом этапе выполняется монтаж кроссовера. Кроссовер для акустики мы изготовили самостоятельно, но при этом вы можете приобрести его в специальных магазинах. Какой-либо сложности с изготовлением кроссовера нет.

Вы можете найти схему в интернете и с лёгкостью выполните всю работу самостоятельно. Для пищалок мы использовали специальные резисторы и плёночный конденсатор. Изготовление катушек с конденсаторами представляет определённую сложность, поэтому их лучше купить уже готовыми или заказать специалистам по радиоэлектронике.

Выбирая используемые компоненты, вы должны следовать правилу золотой середины. Достаточно часто можно видеть такую картину, когда при изготовлении полочной акустики используются высококачественные и достаточно дорогие динамики подключаются к самопальным и некачественным кроссоверам. Добиться качественного звука в данном случае будет проблематично.

Также вам следует уделить должное внимание качеству соединения всех элементов. Наличие виброзащиты позволит не только избавиться от неприятных вибраций колонок при проигрывании громкой музыки, но и улучшит воспроизведение звука в целом. В качестве подложки можно рекомендовать вам использовать упаковочную плёнку или же подстилку под ламинат.

Для фиксации клеммника и динамиков можем порекомендовать вам использовать декоративные саморезы, головка которых имеет форму звёздочки.

Перед непосредственным креплением динамиков необходимо обклеить корпус с внутренней стороны специальным синтепоном. Синтепон клеится по окружности стенок. Для этой работы мы использовали вату фирмы Visaton.

Сложностей с фиксацией динамиков нет. Вам необходимо припаять к кроссоверу пару проводков и соединить провода с динамиком, который прикручивается шурупами. Аналогичным образом выполняется фиксация динамика для средних частот. Закрываем динамики декоративными кольцами и монтируем переднюю стенку.

На этом все монтажные работы завершены. Нам осталось прикрутить акустический кабель к клеммнику и начать испытания.

Проверка работы.

Тестирование созданной нами полочной акустики выполнялось на следующей конфигурации:

  • Компьютер + E-mu 0204. + акустика + Sherwood VR-758R.
  • Акустика + Ресивер Sherwood VR-758R.
  • Unicorn (USB-ЦАП) + Компьютер + акустика + Самопальный стереоусилитель.

Оптимальным сочетанием для использования полочной акустики является усилитель, который подключен к компьютеру. В данном случае через USB порт звук может сниматься без искажений. Одним из условий получения высококачественного звука является использование мощных усилителей звуковой частоты. Использование ресивера для получения качественной музыки и звука будет не оправдано.

Ресивер фактически является универсальным устройством, однако при этом следует помнить о том, что качественный звук можно получить только с топовых достаточно дорогих устройств. Кроме того вам необходимо учитывать, что качество звучания во многом зависит от используемого контента. Необходимо записывать музыку в форматах, которые не подразумевают сжатие. А вот от использования музыкальных файлов в формате MP3 мы рекомендуем вам отказаться.

Во всех трёх конфигурациях, которые мы использовали, полочная акустика своими руками звучала великолепно. Дадим вам небольшие субъективные оценки качества звука у изготовленной нами полочной акустики.

Мы получили естественный и адекватный звук. Отсутствуют перекосы в какую-либо из сторон.

Отмечается повышенная чувствительность к качеству исходного материала. Имеющиеся огрехи звукозаписи явственно прослушиваются при воспроизведении на полочной акустике.

Несмотря на тот факт, что отдельные динамики для басов не использовались, качество воспроизведения низких частот находится на высоком уровне.

Обеспечивается великолепная проработка деталей. Каждый инструмент имеет различимый звук, который не превращается в музыкальную кашу даже на высокой громкости.

Великолепное качество звучания на высокой мощности. В данном случае необходимо сказать, что подобное обеспечивается за счёт связки качественных колонок и хорошего усилителя мощности.

Отлично прорабатывается весь диапазон частот. Отсутствуют провалы и характерные всплески на высоких частотах.

При прослушивании различных вариантов конфигурации выявилась прямая зависимость качества звучания от выбора усилителя. С самодельными усилителями колонки не выдавали всего своего потенциала и не позволяли получать качественный звук. А вот при использовании усилителя Шервуд удалось добиться максимально качественного звучания.

В качестве заключения проведённого теста акустики можем сказать, что результат превзошел наши ожидания. Полочная акустика своими руками позволила получить живой реалистичный звук и великолепную детализацию. Звук мягкий и одновременно динамичный и насыщенный.

  • Калькуляция.
  • Кабель:500 рублей.
  • Фигурное кольцо-накладка: 500 рублей.
  • Виброизоляция: 200 рублей.
  • Спецклей 88: 120 рублей.
  • ПВА: 120 рублей.
  • Скотч: 30 рублей.
  • Лист МДФ, 22мм: 2 750 рублей.
  • Шурупы: 80 рублей.
  • Терминал (клеммник): 700 рублей.
  • Синтепон: 160 рублей.
  • Кроссовер (пара): 3 000 рублей.
  • ВЧ динамики (пара): 3 000 рублей.
  • Итого: 14 160 рублей.

Заключение

Говоря о качестве звука необходимо сказать, что конечный результат зависит от применения следующих качественных компонентов:

  • Использование качественного преобразователя.
  • Проводов.
  • Усилителя сигнала.
  • Устройство воспроизведения.
  • Качества фонограммы.

Правильного выбора динамиков и их расположения в акустической системе.

Качественного кроссовера.

Правильно рассчитанного и собранного корпуса.

Распространенной ошибкой является использование не слишком качественных проводов, кроссоверов и других, казалось бы, на первый взгляд маловажных элементов. Именно поэтому необходимо использовать высококачественные компоненты музыкальной системы, что и позволит вам получить необходимый по качеству звук.

В то же время можно услышать ещё одно распространенное заблуждение о том, что получить качественный звук можно исключительно на сверхдорогих компонентах, где в качестве фонограммы необходимо использовать исключительно фирменные пластинки и оригинальные CD диски. Подобное также неверно, так как вы можете получить высокое качество звучания даже на средних по своей стоимости компонентах.

Вполне по силам самостоятельно даже при не слишком больших затратах изготовить качественную полочную акустику, которая позволит вам получать звук необходимого качества.

Читайте также статьи: Сабвуфер своими руками, Короб для сабвуфера, Рупорная акустика, Усилитель звука для колонок

← Простой усилитель звука класса B Как выбрать акустику в машину →


Смотрите также