Для того чтобы в полной мере наслаждаться современной музыкой в машине, нужна хорошая акустическая система, и достаточно большую роль в ней играет сабвуфер. Разумеется, во многих автомобилях изначально установлена качественная акустика, но стоят они достаточно много. Поэтому многие интересуются как собрать сабвуфер своими руками в машину, ведь сейчас это оптимальный вариант, который позволит получить хорошее качество . В этой статье мы расскажем об этом.

Причина, по которой сабвуфер в автомобиле необходим, достаточно проста – он предназначен для максимально качественного воспроизведения низких частот, что крайне важно для ряда музыкальных направлений. При этом нельзя забывать о необходимости дополнять звучание сабвуфера качественной акустической системой, которая воспроизводит средние и высокие частоты.

Выбор динамика для сабвуфера в автомобиль

Для того, чтобы сделать сабвуфер в авто своими руками, необходимо в первую очередь выбрать правильный динамик. Это достаточно важно, ведь именно этот выбор будет влиять на размер короба и спектр воспроизводимых частот. В настоящее время стандартными вариантами являются следующие динамики:

• 6 дюймов – применяются в качестве источника мид-баса, (в сочетании с более крупными сабвуферами);
• 8 дюймов – используются для воспроизведения фронтальных басов;
• 10 дюймов – отличный вариант для колонок, внутренний объем которых будет составлять от 15 до 20 литров;
• 12 дюймов – дают очень качественный звук, но для них нужна коробка от 25 до 35 литров;
• 15 дюймов – дают очень мощный бас, но требуют достаточно большого корпуса объемом от 60 до 90 литров.

Также если вы хотите собрать сабвуфер в авто своими руками, то достаточно важным параметром является выбор правильного сопротивления звуковой катушки. При этом нужно помнить о следующем соотношении – чем меньше сопротивление усилителя, тем выше его мощность. Но это не обозначает, что нужно выбирать минимальные значения, ведь при сопротивлении в 1-2 Ома, качество звучания будет значительно хуже. Приемлемым вариантом будет сопротивление от двух до четырех Ом.

У специалистов нет единого мнения относительно оптимальной мощности динамика. Одно известно точно – оптимальным вариантом будет, если мощность динамика будет несколько выше мощности усилителя. Ведь большинство систем не рассчитано на длительную работу на максимальной громкости, которая может привести к снижению качества звука и появлению нелинейных искажений.

Проектировка сабвуфера для автомобиля

Для того чтобы сделать самодельный сабвуфер для вашей машины, необходимо понять как именно будет выглядеть его будущий корпус, каких он будет размеров, формы, и т.д. Самым лучшим вариантом для этого будет воспользоваться программой WinISD, которая позволит виртуально сделать сабвуфер для машины в соответствии с его основными характеристиками.

Для этого необходимо знать следующие параметры динамика:

• Vas – эквивалентный объем;
• Qts – добротность динамика;
• Fs – частота акустического резонанса в открытом пространстве;
• Z – сопротивление динамика;
• Pe – предельная шумовая мощность;
• Qms – механическая добротность;
• Qes – электрическая добротность;
• Dia – диаметр диффузора.

У стандартных динамиков уже имеются определенные заданные характеристики. Например, эквивалентный объем:

• Для ГДН35 – от 40 до 50 литров;
• Для ГДН50 – 90 литров;
• Для ГДН75 – 80 литров.

Для прочих моделей эти характеристики можно узнать на заводской упаковке или официальном сайте. Кроме того, параметры большинства фирменных динамиков уже есть в базе WinISD.

Самым важным параметром при расчете ящика для динамика является Qts, который описывает эффективность динамика на резонансных частотах. При расчете короба необходимо учитывать все возможные значения данного параметра.

После ввода всех этих параметров программа рассчитает один из трех видов ящика для автомобильного сабвуфера, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Этими видами ящика являются:

• Стандартный закрытый ящик – прост в изготовлении и проектировании, но имеет достаточно низкий КПД в плане воспроизведения звука. Кроме того, такие ящики должны быть герметичными, что является некоторой проблемой при их сборке;
• Фазоинвертор – более сложный корпус при расчете и изготовлении, но даст звук, который будет лучше, чем у обычного ящика;
• Бандпасы 4-го и 6-го порядка. Самые сложные при изготовлении и проектировании, но обладают свойством глушить высокие частоты и подчеркивать низкие. Соответственно они дают самый лучший звук.

Для того чтобы начать сделать проект сабвуфера для машины необходимо сначала создать в программе новый динамик и загрузить его параметры в базу данных. Для этого необходимо нажать «New», выбрать «Own drivers», опять выбрать «New», и загрузить свои параметры, подтвердив загрузку нажатием на «OK» и «Close».

После этого необходимо создать новый проект на базе выбранного типа корпуса, для этого придется повторить эту описанную выше процедуру, используя разные типы ящика. Сам процесс проектирования состоит в изменении параметров коробки, настройки частоты фазоинвертора при помощи диаметра и длинны труб.

В зависимости от этого будет изменяться график частот. Оптимальным будет, если график пересечет линию на отметке -3 дБ, на частоте 25-35 Гц, и дальше проходит по линии на отметке в 0 дБ, и идет вниз на частоте 150-200 Гц. Далее будет необходимо настроить так, чтобы допустимые отклонения находилось в допустимом диапазоне.

Как правило, сабвуфер располагают в багажнике машины. Однако от того, где конкретно он находится, зависит звуковое давление внутри автомобиля, которое может колебаться в пределах полтора децибела. Если вы планируете участвовать в соревнованиях по автозвуку (SPL) – правильное расположение сабвуфера может стать причиной поражения или победы.

Как сделать короб для сабвуфера в авто

Итак, теперь разберемся с тем, как сделать сабвуфер в машину своими руками. Для этого нам в первую очередь необходимо подготовить нужные материалы. Прямые стенки изготавливаются из фанеры, ДСП, и очень редко из цельной древесины. Изогнутые поверхности делаются из стеклоткани, которую выклеивают слоями по нужной форме. Очень важно соблюдать размеры максимально точно.

Непосредственно сборка сабвуфера в машину, осуществляется при помощи клея и саморезов.

Когда вы собираетесь сделать сабвуфер в авто своими руками, то корпус для сабвуфера должен быть максимально герметичным. Это необходимо для того, чтобы на динамике не конденсировалась влага. Помимо обработки швов герметиком, не помешает дополнительно покрыть стенки нитролаком, который не будет пропускать влагу.

После сборки корпуса для автомобильного сабвуфера можно обтянуть его кожей, кожзамом или мебельной тканью.

Кроме того, нелишним будет позаботиться о защите динамика от механических повреждений, попадания влаги или пыли. Это можно сделать двумя способами:

• Защита специальной акустической тканью – не самый дешевый способ, который отлично защищает от грязи и пыли, но не сможет предотвратить механические повреждения;
• Защита при помощи металлической решетки – сравнительно недорогой вариант, который позволяет предотвратить механические повреждения, но не спасет от грязи и влаги.
• Достаточно важным моментом является то, что у низких частот направленность звука практически не ощущается. А значит, расположение сабвуфера в автомобиле не имеет особого значения.

Стелс-сабвуфер для машины своими руками

Основным преимуществом стелс-сабвуфера в автомобиле является его малозаметность, при возможности получить максимально качественное звучание. Как правило, его располагают в багажнике за аркой заднего крыла, где он не занимает много места. Поскольку для хорошего авто-сабвуфера необходим короб приличного объема, который может превышать 18 литров, может понадобиться вынести его панель, таким образом, заняв объем предназначенный для заднего колеса. Также может понадобиться подрезать пол.

Разумеется, для того чтобы такой сабвуфер не был сильно заметен необходимо будет позаботиться о его отделке, которая по своему виду будет совпадать с оформлением автомобиля.

Светодиодная подсветка сабвуфера в автомобиле

Разумеется, качественный звук будет отлично сочетаться с эффектными световыми эффектами. Самым простым вариантом будет использование светодиодной ленты, которую можно будет приклеить вокруг динамика. Также достаточно интересным решением будет применение неонового эквалайзера, который реагирует на пиковые амплитуды сабвуфера и заставляет светящуюся жидкость подниматься по столбикам.

Вам понадобится

• - динамик;
• - фанера:
• - компьютер;
• - компьютерная программа WinISD 0.44;
• - две трубки из бумаги, полиэтилена или металла;
• - лобзик;
• - клей ПВА;
• - металлические скобы;
• - герметик;
• - самоклеящаяся пленка;
• - войлок, вата или поролон.

Инструкция

Для начала несколько слов о том, сабвуфер. Это , которая воспроизводит звуки низкой частоты. Использование сабвуфера обеспечивает лучшее звучание . А сама система представляет собой так называемую колонку с большим динамиком. Сабвуферы подразделяют на две категории: активные (со встроенным усилителем) и пассивные (в которых отсутствует встроенный усилитель).

Сабвуферы наиболее часто используют в автомобильных системах, домашних кинотеатрах. Сабвуфер позволяет слушать хорошую с качественным звуком – супермощными басами. Если у вас нет возможности приобрести столь нужный предмет, как сабвуфер, попробуйте смастерить его самостоятельно. Тем более, что на практике, это становится не столь и сложным занятием, как кажется на первый взгляд.

Легче и проще всего сделать сабвуфер не активного плана (без встроенного усилителя). Почему, понятно из самого названия: сабвуфер этой категории не требует установки усилителя. А работа над такой «поделкой» сводится к проектировке, сборке сабвуферного короба и непосредственно к установке динамика внутрь короба.

Итак, начинать работу нужно с подбора динамика. Помните: чем мощнее динамик, тем громче будет работать ваш будущий САБ. Динамик может попасть к вам в руки разными путями. Главное - это наличие некоторых паспортных сведений о его показателях. Дело в том, что именно от них будет зависеть проектировка корпуса, что немаловажно. Также вам понадобятся данные о частоте резонанса динамика в открытом пространстве, показатель полной добротности динамика и эквивалентный объем. Выяснить эти данные можно из сопровождающих динамик документов. Поэтому иногда бывает целесообразно динамик в магазине, а не на «барахолке». Однако решение, что покупать и где, зависит только от вас. А вы, как автор будущего сабвуфера, вольны выбрать самую скромную модель, по самой низкой цене.

Определившись с моделью динамика, приступайте к проектированию короба САБа. Для этого нужно использовать компьютерную программу WinISD 0.44. Без помощи этой утилиты собрать работающий корпус будет сложно. Программа затребует параметры динамика. Она позволяет разработать четыре вида короба. Вам предлагается рассмотреть короб с самым высоким КПД - это бандпасс шестого порядка.

Бандпасс шестого порядка представляет собой прямоугольный кубический объект. Внутри в нем есть одна перемычка, на которую будет крепиться динамик. У бандпасса будет два отверстия, предназначенных для установки фазиоинверторных камер. Роль этих камер сыграют трубки из металла, полиэтилена или бумаги. Данный корпус должен быть максимально загерметизирован. Поэтому его нужно усилить поролоном, войлоком или ватой. Внутренний слой должен быть минимум два сантиметра. Съемная крышка сабвуфера должна иметь высокую плотность на стыке. Ее можно усилить дополнительным слоем поролона.

Все размеры будущего короба и сабвуфера будут приведены программой WinISD 0.44. Она рассчитает оптимальные цифры для вашего корпуса, исходя из возможностей динамика. Ваша задача, как можно точно воплотить все размеры, тогда звук оправдает все ожидания. В целом, собрать сабвуфер - это сложная задача. Она требует не только понятий об акустических системах, но и навыков работы с деревом, саморезами, болтами и герметизирующими материалами. Так что это настоящий вызов для умельца. Если Вы будете предельно внимательны и последовательны, то у вас все получится.

А теперь немного подробнее о создании сабвуфера. Вспоминая поговорку о первом блине, который всегда получается комом, изготовление своего первого САБа лучше всего начинать с дешевой модели динамика. Например, его можно взять из старой колонки. При этом вам необходимо знать основные параметры динамика.

Скачайте и установите на свой компьютер программу WinISD 0.44, запустите ее, введите данные о вашем динамике. Зная их, программа наиболее точно рассчитает основные параметры короба для вашего будущего сабвуфера и предложит наиболее оптимальные варианты непосредственно для используемого вами динамика. Выберите одну из предложенных разновидностей короба. При выборе «футляра» ориентируйтесь на технические возможности изделия и качество звука, который вы хотите получить от сабвуфера.

Сделайте разметку деталей корпуса на листе фанеры. Выпилите их лобзиком или ножовкой. Скрепите корпус при помощи клея ПВА (можно использовать клеевой пистолет) и металлических скобок. Просверлите в задней стенке отверстия для проводов. Сделайте съемной одну из боковых стенок короба. Для этого к внутренней стороне стенки снизу и сверху прикрепите две рейки на расстоянии равном высоте отверстия в корпусе. Также при желании можете закрепить съемную крышку короба на магниты.

Приложите к передней стенке корпуса динамик, обрисуйте его, а затем в листе фанеры вырежьте отверстие, совпадающее с диаметром динамика. Вставьте в короб динамик, закрепите его герметиком. Через отверстия в задней стенке корпуса протяните провода от динамика.

Чтобы получить максимально качественный звук, тщательно загерметизируйте сабвуфер, скрепите места стыков стенок короба, внутри выложите войлок или поролон (можно использовать и вату) толщиной не менее 2 см. в особой герметизации нуждается и съемная стенка. Чтобы максимально изолировать швы корпуса, можно использовать поролоновую ленту, которую нужно закрепить клеем или металлическими скобами.

Обклейте корпус самоклеящейся пленкой, имитирующей дерево или металл. Подключите сабвуфер к источнику звука и блоку питания.

Полезный совет

Для герметизации сабвуфера можно использовать поролоновую ленту на клейкой основе для окон.

Буфер обмена позволяет переносить данные как из одного места в другое в пределах приложения, так и из одного приложения в другое. Управляют им при помощи мыши или клавиатуры. Второе значительно удобнее, но требует запоминания нескольких несложных команд.

Инструкция

Если необходимо выделить сразу несколько фрагментов изображения, находясь в практически любом растровом графическом редакторе, выделите мышью сначала первый из них, затем, нажав и удерживая клавишу Control, выделите остальные.

Для помещения фрагмента в буфер либо воспользуйтесь в меню «Правка» пунктом «Копировать», либо вызовите правой кнопкой мыши контекстное меню, в котором воспользуйтесь пунктом с тем же названием, либо нажмите одновременно клавиши Control и Insert, либо нажмите одновременно клавиши Ctrl и C (латинскую).

Чтобы поместить фрагмент в буфер с одновременным удалением его из места первоначального расположения, либо выберите в меню «Правка» или контекстном меню пункт «Вырезать», либо нажмите Control+X (латинскую) или Shift+Delete.

Для помещения фрагмента, находящегося в буфере, в другое место, переместите в него курсор, после чего либо выберите выберите в меню «Правка» или контекстном меню пункт «Вставить», либо нажмите Control+V или Shift+Insert. В случае если используется графический редактор, место, в которое вы собираетесь поместить фрагмент, выберите не до осуществления операции вставки, а после нее.

Иногда очень удобно одной манипуляцией выделять сразу весь документ. Для этого в меню «Правка» или контекстном меню выберите пункт «Выделить все» либо нажмите Control+A (латинскую).

Помните, что вставка фрагмента произойдет только в том случае, если вид информации в буфере (текстовый, графический или иной) поддерживается приложением, в которое осуществляется вставка.

В операционной системе Windows попробуйте аналогичным образом копировать и перемещать файлы.

В операционной системе Linux воспользуйтесь также вторым буфером обмена. В отличие от первого, работающего так, как указано выше, второй требует лишь выделить фрагмент, затем перенести курсор мыши в требуемое место и нажать среднюю кнопку (или колесико) манипулятора. Работает этот буфер обмена только с текстовыми фрагментами. Он действует независимо от основного, который может использоваться и для манипуляции с графическими объектами. Один из этих буферов может хранить один фрагмент, второй - другой, и друг на друга они никак не влияют.

В операционной системе Symbian, находясь в поле ввода текста в режиме полноэкранного редактирования либо в нативном Symbian-приложении, нажмите и удерживайте клавишу с изображением карандаша. В этом режиме клавиши джойстика позволяют выделять текст, левая софт-клавиша - копировать его, правая - вставлять. В Symbian-версии браузера UCWEB для выделения текста, расположенного за пределами полей ввода, используйте пункты дополнительного подменю «Инструменты» -> «Копировать».

Обратите внимание

Никогда не используйте буфер обмена в целях плагиата.

В этой статье рассказывается как сделать сабвуфер своими руками , практически из подручных материалов, с подробными фотографиями и описания к ним. Ничего сложного в этом нет, нужно немного времени и терпения…

Как сделать сабвуфер своими руками

Со временем мне стало не хватать давления от моего буфера Ivolga 15c. Короб был у меня на 82 литра. Решил сделать новый короб своими руками…

Что нам для этого потребовалось:

• Материал - в моем случае он бесплатен - это старые кровати. Толщина 20 мм.
• Жидкие гвозди - в колличестве 1.
• Саморезы - 35-е 250 штук…)
• Электролобзик
• Дрель
• Шуруповерт
• Клемник
• Клей ПВА
• Балончик черной краски
• Шумка
• Синтипон
• Степлер
• Карпет
• Провода - внутренние от буфера к клемнику.

Высчитывать параменты я не стал. Так как в интернете были уже готовые решения моей проблемы… Можно начинать…

Откручиваем буфер от старого короба…

Рисуем мишень на лицевой стороне короба…

Вырезаем отверстия под буфер и клемник все тем же лобзиком…

Начинаем собирать короб. Проходим жидкими гвоздями для лучшей герметизации и вкручиваем саморезы. В моем случае расстояние около 3-4 см.

Тянули без клея… Проклеивал только карпет, заправленный в фазик… Степлером закрепил внизу… Боковинки треугольниками свел друг к другу…

Сделали дополнительные боковые панели… (Пока в тайне для чего…)

Вся работа заняла три дня. Так как нам было нужно, чтобы герметик и гвозди хорошо застыли. Не мало пота и крови мы потеряли, пока делали короб) Так как это был первый опыт, и как соответственно много неудачных моментов. Одна стенка получилась короче на 2 см, чем нужно… и самая печалька, что материал закончился… Пересчитал все заново, отрезал и тогда уже все пошло ровно) . И наконец результат… Короб готов… И тут же побежали к машине проверить как же это будет играть…)

Теперь + и -
Из плюсов:
1) Все давление идет непосредственно в салон.
2) Басс стал более качественный и чистый.
3) Так как все давление идет в салон, пропал грохот от непрошумленных крыльев, лючка топливного бака и личинки замка багажника) Соответсвенно экономия денег на шумоизоляцию)
4) Ну и самое главное давление выросло на порядок, в сравнении со старым коробом.

Из минусов:
1) Место в багажнике совсем не осталось.(В моем случае багажник я не использую, так что это не большая проблема)

И в дополнение два видео.
Первый запуск Буфера в новом коробе)

Второе видео уже установленного буфера)

Из чего лучше сделать короб для сабвуфера

Из чего лучше сделать короб для сабвуфера своими руками, часто спрашивают читатели. Попробуем разобраться.
Эта статья написана именно с этой целью. Кроме того, читатель получит ценную инструкцию того, как своими руками изготовить корпус для этого динамика. Узнав, из чего сделать короб для сабвуфера будет лучше всего, можно смело проступать к операции.

Какой материал лучше

Материалов, из которых можно изготовить корпус для такого динамика, в принципе, много. Это может быть фанера, МДФ, ДСП и так далее. Каждый из этих материалов имеет не только достоинства, но и недостатки.

Примечание. Самым лучшим материалом для изготовления корпуса сабвуфера, по мнению многих экспертов, является корабельная ламинированная фанера.

Найти корабельную фанеру не так уж и сложно, как кажется на первый взгляд. На стройках и других производственных предприятиях такой материал есть.
Из этой фанеры часто делают опалубку. Данный материал всегда влагоустойчив, очень прочен и жестковат. Одним словом, для корпуса саба – то, что нужно.

Примечание. Полезно будет знать, что на Западе, где изготовление самодельных корпусов для сабвуферов очень приветствуется, предпочитают МДФ. Фанеры корабельной у них вообще не найти и причину такой любви к МДФ многие эксперты видят именно в этом.

ДСП – материал тоже неплохой, но влагу не любит совершенно. Кроме того, при обработке ДСП имеет свойство крошиться. С другой стороны, если взять материал потолще, то проблему можно решить.

Некоторые эксперты советуют и другие материалы, но они, как правило, не так популярны – к примеру, клееные плиты из ламината.

Покупной или сделанный самостоятельно

Приступим:

• Первым делом надо будет определить размеры и форму будущего ящика. Полезно будет найти подходящий чертеж корпуса;

• Определяем материал, из которого будем собирать ящик. Как и говорилось выше, лучшим материалом считается корабельная фанера. Если ее найти не удалось, то используем МДФ или многослойную фанеру.

Примечание. Выбирая фанеру, главное – обратить внимание на ее толщину. Старайтесь подбирать толстую фанеру, ведь от этого будет зависеть жесткость всей конструкции, что в итоге скажется обязательно на звучании.
Так, оптимальной толщиной для ящика сабвуфера считается размер в 18 мм. Это вполне разумно: не надо будет тратить большие деньги (чем толще фанера, тем она дороже) и качество останется на уровне. С другой стороны, каждый решает сам и порой, вес самодельного ящика может достигать 50 с лишним килограммов.

• Резать фанеру не обязательно в собственном гараже. Сделать это можно прямо в магазине, если попросить продавца соблюдать соответствующие размеры. Во многих магазинах резка осуществляется совершенно бесплатно;
• Подготавливаем необходимые материалы: клей, желательно ПВА, кисточки, саморезы или мебельные шурупы, жидкие гвозди и многое другое.

Примечание. Не забываем купить кусок карпета, которым оклеим ящик на последней стадии изготовления.

Строим корпус

Первым делом приступаем к изготовлению корпуса ящика.
Начали:

• Лицевую часть ящика, там где будет фиксироваться головка, желательно сделать двойной. Просто ставим здесь два листа фанеры и все.
  Если толщина листа фанеры выбрана под 18 мм, то в данной части толщина должна составлять все 36 мм, что обеспечит большую жесткость. Это очень важно, ведь именно на эту часть ящика оказывается наибольшее воздействие.

Примечание. Можно поступить и иначе. В первом листе делается отверстие обычного размера, а во втором листе, оказывающемся снаружи – отверстие большего размера. Таким образом, головка саба будет как бы утоплена в корпусе, что положительно сказывается не только на технических возможностях, но и на эстетических составляющих.

Продолжаем:

• Склеиваем листы фанеры друг с другом, а затем фиксируем саморезами. Важно не пропускать саморезы, а крепить их на каждый 1 см2 площади стенки.

Примечание. Другими словами, желательно закручивать саморезы через каждые 3-5 см.

• Стенки корпуса ящика соединяем уже не саморезами, а специальными мебельными шурупами. Для этого вооружаемся дрелью и сверлим отверстия под шурупы. Затем в сделанное отверстие капаем клей и закручиваем шуруп. В отличие от саморезов, шурупы дадут лучшую фиксацию.

Примечание. Со временем мебельные шурупы не разбалтываются, даже от постоянных трясок и колебаний.

• Рейка треугольной формы проклеивается во внутренние углы ящика, если надо увеличить жесткость конструкции. Можно даже растяжки установить внутри, что предотвратит деформацию корпуса.
  Такое рекомендуют делать только для больших динамиков(см.) с запредельной мощностью, так как для средних и малых данный монтаж не имеет смысла.

Защищаем и дорабатываем корпус

Приступим:

• Специальный лак, нанесенный на поверхности, поможет защитить фанеру от влаги;
• Внутри корпуса проклеиваем вибро-изоляционный материал. Он не только защитит корпус, но и значительно увеличит жесткость всей конструкции;
• Некоторые знатоки рекомендуют защитить корпус сабвуфера вибро-изоляционным материалом и снаружи. Это даст возможность получения приятного и качественного баса;
• Проклеиваем все стыки и соединения, особое внимание уделяя месту, откуда выходят провода.

Примечание. Считается, что закрытый тип ящика для сабвуфера вообще не должен иметь никаких отверстий. И некоторые эксперты даже рекомендуют проверить герметичность ящика путем заливания внутрь воды. Но это уже перебор и вряд ли такое делать нужно.

Какой сделать короб для сабвуфера

На этом процесс изготовления ящика для сабвуфера своими руками можно назвать законченным. Инструкцию ни в коем случае нельзя игнорировать.
Немаловажное значение имеют видео обзоры и фото – материалы, которым также надо уделить внимание(см.). Таким образом, цена на корпус для сабвуфера будет самой минимальной, так как надо будет потратиться только на расходные материалы.

Началось все с того, что полтора года назад купил двенадцатидюймовый низкочастотный динамик с целью собрать автомобильный сабвуфер. Но времени не хватало, и динамик залежался у меня в квартире. И вот полтора года спустя, наконец, решился собрать, но не автомобильный, а активный домашний сабвуфер. В этой статье буду описывать пошаговую инструкцию по расчету и сборке сабвуферов такого типа.

1. Расчет и конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для расчета корпуса сабвуфера нам понадобятся:

• Параметры Тиля-Смолла для громкоговорителя,
• Программа для расчета акустических оформлений

1.1.Измерение параметров Тиля-Смолла для громкоговорителя

Обычно эти параметры указываются производителем в паспорте громкоговорителя или на их сайте. Но сейчас большинство громкоговорителей, продающихся на рынках (в том числе и мой громкоговоритель), не имеют указанных этих параметров или не соответствуют им (несмотря на многочисленные попытки, мне так и не удалось найти мой динамик в интернете, а о параметрах Тиля-Смолла уже и речи не могло быть). Поэтому нам придется измерять все самому.

Для этого нам понадобится:

• Компьютер или ноутбук с ХОРОШЕЙ (то есть с линейной АЧХ) звуковой картой,
• Программный генератор звукового сигнала, использующий выход наушников звуковой карты (мне лично нравится программа ,
• Вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ,
• Ящик с фазоинвертором,
• Резистор 150-220 Ом,
• Разъемы, провода и т д……..

1.1.1. Сначала проверим линейность АЧХ звуковой карты. Существует большое количество программ, которые автоматически измеряют АЧХ в диапазоне 20-20000Гц (при подключенном состоянии выхода наушников к входу микрофона звуковой карты). Но здесь я буду описывать ручной метод измерения АЧХ в диапазоне 10-500Гц (для измерения параметров Тиля Смолла низкочастотного излучателя важен только этот диапазон). Если под рукой не оказался вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ, не расстраивайтесь, можно использовать обычный недорогой мультиметр (Тестер). Обычно такие мультиметры измеряют переменное напряжение с точностью 0,1В а постоянное напряжение с точностью 0,1 мВ. Чтобы измерять переменное напряжение порядка несколько мВ, нужно всего лишь поставить диодный мост перед входом мультиметра и измерять в режиме вольтметра постоянного напряжения в диапазоне до 200мВ.

Сначала подключаем вольтметр к выходу наушников (Или к правому, или к левому каналу).

Отключаем все звуковые эффекты и эквалайзеры, открываем свойства динамиков и ставим уровень громкости на 100%.

Открываем программу , нажимаем “Options”, в “Tone Interval” выбираем “Frequency”, и ставим шаг на 1Гц.

Закрываем “Options”, ставим уровень громкости на 100%, ставим начальную частоту на 10Гц и нажимаем “Play”. Кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц.

При этом смотрим на значение напряжения на вольтметре. Если максимальная разница амплитуды находится в пределах 2дБ (1,259 раза), то такая звуковая карта годится для измерения параметров динамика. У меня, например, максимальное значение составляло 624мВ, а минимальное 568мВ, 624/568=1,09859 (0,4дБ), что вполне допустимо.

1.1.2. Перейдем к долгожданным параметрам Тиля-Смолла. Минимум параметров, по которым можно рассчитать и сконструировать акустическое оформление (в данном случае сабвуфер) это:

• Резонансная частота (Fs),
• Полная электромеханическая добротность (Qts),
• Эквивалентный объем (Vas).

Для более профессионального расчета понадобится еще больше параметров, такие как механическая добротность (Qms), электрическая добротность (Qes), чувствительность (SPL), и т д.

1.1.2.1. Определение резонансной частоты (Fs) громкоговорителя.

Собираем вот такую схему.

Динамик при этом должен находиться в свободном пространстве как можно подальше от стен, пола и потолка (я повесил его с люстры). Снова открываем программу NCH Tone Generator, настаиваем громкости так, как было описано выше, ставим начальную частоту на 10Гц и начинаем плавно, шагом 1Гц увеличивать частоту. При этом опять же смотрим на значение вольтметра, которое сначала будет возрастать, достигнет максимальной точки (Umax) на частоте собственного резонанса (Fs), и начнет уменьшаться до минимальной точки (Umin). При дальнейшем увеличении частоты напряжение будет плавно возрастать. График зависимости напряжения (активного сопротивления динамика) от частоты сигнала имеет такой вид.

Та частота, на которой значение вольтметра максимальная, и есть приблизительная резонансная частота (при шаге 1Гц). Чтобы определить точную резонансную частоту, нужно в области приблизительной резонансной частоты менять частоту шагом уже не на 1Гц, а 0,05Гц (точность 0,05Гц). Записываем резонансную частоту (Fs), минимальное значение вольтметра (Umin), значение вольтметра на резонансной частоте (Umax) (в дальнейшем они пригодятся для расчета следующих параметров).

1.1.2.2. Определение полной электромеханической добротности (Qts) громкоговорителя.
Находим UF1,F2 по следующей формуле.

Изменяя частоту, добиваемся значений вольтметра соответствующих напряжению UF1,F2. Частот будет две. Одна ниже резонансной частоты(F1), другая выше (F2).

Проверять правильность расчетов можно этой формулой.

Если разница Fs’ и Fs не превышает 1Гц, то смело можно продолжить измерения. Если нет, то надо все сделать сначала. Находим механическую добротность (Qms) по этой формуле.

Электрическую добротность (Qes) находим по этой формуле.

И наконец, определяем полную электромеханическую добротность (Qts) по этой формуле.

1.1.2.3. Определение эквивалентного объема (Vas) громкоговорителя.

Для определения точного эквивалентного объема нам понадобится заранее изготовленный, прочный, герметичный ящик-фазоинвертор с отверстием для нашего динамика.

Объем ящика зависит от диаметра динамика, и выбирается согласно этой таблицы.

Закрепляем динамик к ящику и подключаем к схеме описанной выше (Рис.9). Опять открываем программу NCH Tone Generator, ставим начальную частоту на 10Гц и кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц. При этом смотрим на значение вольтметра, которое опять же начнет возрастать до частоты FL ,потом уменьшаться, достигнув минимальной точки на частоте настройки фазоинвертора (Fb), снова возрастать и достичь максимальной точки на частоте FH, потом уменьшатся и снова медленно возрастать. График зависимости напряжения от частоты сигнала имеет вид двугорбого верблюда.

И наконец, находим эквивалентный объем (Vas) по этой формуле (где Vb-объем ящика с фазоинвертором).

Повторяем все наши измерения 3-5 раз и берем среднее арифметическое значение всех параметров. Например, если мы получили значения Fs соответственно 30,45Гц 30,75Гц 30,55Гц 30,6Гц 30,8Гц, то берем (30,45+30,75+30,55+30,6+30,8)/5=30,63Гц.

В результате всех моих измерений я получил следующие параметры для моего динамика:

• Fs=30.75 Гц
• Qts=0.365
• Vas=112.9≈113 л

1.2.Моделирование и расчет корпуса (ящика) сабвуфера программой JBL Speakershop.

Существует несколько вариантов акустических оформлений, из которых наиболее распространены следующие варианты.

• Vented box-ящик с фазоинвертором,
• Band-pass 4-го, 6-го и 8-го порядка,
• Passive radiator-ящик с пассивным излучателем,
• Closed box-закрытый ящик.

Тип акустического оформления выбирается исходя от параметров Тиля-Смолла громкоговорителя. Если Fs/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, то исключительно в Vented box или Band-pass или Closed box. Если 50

Сначала скачиваем и устанавливаем программу . Эта программа написана для Windows XP и не работает в Windows 7. Чтобы заставить программу работать в Windows 7, нужно скачать и установить виртуальную машину Windows Virtual PC-XP Mode (скачать можно с официального сайта Microsoft), и запустить установку JBL Speakershop через нее. Открывать JBL Speakershop тоже нужно через виртуальную машину. После открывания программы видим вот такой интерфейс.

Нажимаем “Loudspeaker” и выбираем “Parameters--minimum”, в открытом окне пишем, соответственно, значение резонансной частоты (Fs), значение эквивалентного объема (Vas), значение полной электромеханической добротности (Qts) и нажимаем “Accept”.

При этом программа предложит два оптимальных (с наиболее ровной АЧХ) варианта, один в закрытом оформлении (Closed box), другой в Vented box (ящик с фазоинвертором). Нажимаем “plot”(и в области Vented box и в области Closed box) и смотрим на график АЧХ. Выбираем то оформление, АЧХ которого наиболее подходит к нашим требованиям.

В моем случае это Vented box, поскольку на низких частотах (20-50Гц) у Closed box спад амплитуды намного больше, чем у Vented box (Рисунок выше).

Если объем ящика в оптимальном варианте устраивает, то можно построить ящик с таким объемом и насладится звучанием сабвуфера. Если нет (при слишком больших объемах), то нужно задать свой объем (чем ближе к оптимальному объему, тем лучше) и рассчитать оптимальную частоту настройки фазоинвертора.

Для этого в области Vented box нажимаем “Custom”, в открывшемся окне пишем свой объем ящика, нажимаем “Optimum Fb” (при этом программа рассчитает оптимальную частоту настройки фазоинвертора, при котором АЧХ акустического оформления будет наиболее линейной) а потом “Accept”.

Нажимаем “Box” и выбираем “Vent…”, в открывшемся окне в области “Custom” пишем диаметр трубы (Dv), который будем использовать в качестве фазоинвертора. Если будем использовать два фазоинвертора, то ставим точку на “Area” и пишем суммарную площадь сечения труб.

Нажимаем “Accept” и в области “Custom” на строке Lv появится длина трубы фазоинвертора. Теперь, когда мы знаем внутренний объем ящика, диаметр и длину трубы фазоинвертора, то смело можно перейти к конструированию акустического оформления, однако если уж очень хочется узнать оптимальное соотношение сторон ящика то можно нажать “Box”, выбрать “Dimensions…”.

1.3.Конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для получения высококачественного звучания необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить корпус акустического оформления. После определения внутреннего объема ящика, длины и диаметра трубы фазоинвертора, можно смело поступить к изготовлению корпуса сабвуфера. Материал ящика должен быть достаточно прочным и жестким. Наиболее подходящий материал для корпусов акустических оформлений большой мощности является двадцатимиллиметровый МДФ. Стены ящика крепятся друг к другу саморезами, а щели между ними намазываются герметиком или силиконом. После изготовления ящика делаются отверстия для ручек, и приступают к отделке внешней поверхности. Все неровности выровняются с помощью замазки или эпоксидной смолы (в замазку я добавляю немножко клея ПВА, что предотвращает появление трещин со временем и снижает уровень вибраций). После высыхания замазки поверхности нужно отшлифовать до получения идеально ровных стен. Готовый ящик можно как покрасить, так и покрыть самоклеющейся декоративной пленкой, или просто приклеить плотную ткань. Изнутри к стенам ящика клеится звукопоглощающий материал, состоящий из ваты и марли (в моем случае я приклеил ватину). В качестве фазоинвертора можно использовать пластиковую канализационную трубу или бумажную стержень от разных рулонов, а так же готовый фазоинвертор который можно купить почти в любом музыкальном магазине.

Корпус активного сабвуфера состоит из двух отсеков. В первом отсеке располагается собственно громкоговоритель, а во втором вся электрическая часть (формирователь сигнала, усилитель, блок питания……). В моем случае я расположил блок сумматоров и блок фильтров в отдельном отсеке от блока усилителя мощности, блока питания и блока охлаждения. Изнутри к стенам отсека блока сумматоров и блока фильтров приклеил фольгу, которую подключил к земле (GND). Фольга предотвращает воздействие внешних полей и уменьшает уровень шумов.

Если будете использовать мои печатные платы, то эти отсеки должны иметь следующие размеры.

2. Электрическая часть активного сабвуфера

Перейдем к электрической части активного сабвуфера. Общая схема и принцип работы устройства представляется этой схемой.

Устройство состоит из четырех блоков, собранных на отдельных печатных платах.

• Блок сумматоров (Summators),
• Блок фильтров (Subwoofer driver),
• Блок усилителя мощности (Power amplifier),
• Блок питания (Power supply) и блок охлаждения (Heatsink fun).

Сначала звуковой сигнал поступает в блок сумматоров (Summators), где происходит суммирование сигналов правого и левого каналов. Потом поступает в блок фильтров (Subwoofer driver), где идет формирование сигнала сабвуфера, что включает в себя регулятор громкости, subsonic filter (фильтр инфра низких частот), bass booster (увеличение громкости на определенной частоте) и Crossover (фильтр нижних частот). После формирования сигнал поступает в блок усилителя мощности (Power amplifier), а потом в громкоговоритель.
Обсудим эти блоки по отдельности.

2.1.Блок сумматоров (Summators)

2.1.1.Схема

Сначала рассмотрим схему сумматоров, приведенную на рисунке ниже.

Звуковой сигнал с внешних устройств (компьютер, CD-плеер……..) поступает в блок сумматоров, который имеет 6 стерео входов. 5 из них представляют собой обычные линейные входы, отличающийся друг от друга только типом разъема. А шестой это высоковольтный вход, к которому можно подключать выход динамиков (например, музыкальный центр или автомагнитола, которые не имеют линейного выхода). Каждый вход имеет отдельный сумматор на операционных усилителях, смещающий сигналы правого и левого каналов, что предотвращает поступление звукового сигнала с одного внешнего устройства в другую, при этом дает возможность одновременно подключать к сабвуферу несколько внешних устройств. А также имеются выходы (5 выходов, 6-ой просто не поместился на плате, поэтому и не поставил), которые дают возможность подать тот же сигнал, который поступает в сабвуфер, к входу широкополосной стерео системе. Это очень удобно, когда источник звука имеет только один выход.

2.1.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (5шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные), но если уж очень хочется, можно поставить специальные аудио конденсаторы (конденсаторы, предназначенные для использования в высококачественных аудио системах). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Катушки L1-L4 содержат 20 витков, намотанных медным проводом с диаметром 0,7мм, на стержне гелевой ручки (3мм). Также использованы разъемы типов RCA, 3.5mm audio jack, 6.35mm audio jack, XLR, WP-8.

2.1.3.Печатная плата

Печатная плата изготовлена по . После пайки деталей печатную плату следует покрыть , чтобы избегать от окисления меди.

2.1.4.Фото готового блока сумматоров

Питается блок сумматоров от двухполярного источника питания напряжением ±12В. Входное сопротивление составляет 33кОм.

2.2.Блок фильтров (Subwoofer driver)

2.2.1.Схема

Рассмотрим схему драйвера сабвуфера, приведенную на рисунке ниже.

Суммированный сигнал с блока сумматоров поступает в блок фильтров, который состоит из следующих частей:

• Регулятор громкости (volume regulator),
• Фильтр инфра низких частот (subsonic filter),
• Усилитель баса определенной частоты (bass booster),
• Фильтр нижних частот (crossover).

Регулирование громкости происходит на двух уровнях. Первый при входе сигнала в блок фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока сумматоров, второй при выходе сигнала с блока фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока фильтров. Регулируется громкость с помощью переменного резистора VR3. После первого уровня регулирования громкости сигнал поступает в так называемый “бас бустер”, представляющее собой устройство, которое увеличивает амплитуду сигналов определенной частоты. То есть, если частота настройки бас бустера вставлен, например на 44Гц, а уровень усиления на 14дБ, то АЧХ имеет такой вид (Ряд1 ).

Ряд2 - частота настройки=44Гц, уровень усиления=9дБ,
Ряд3 - частота настройки=44Гц, уровень усиления=2дБ,
Ряд4 - частота настройки=33Гц, уровень усиления=3дБ,
Ряд5 - частота настройки=61Гц, уровень усиления=6дБ.

Частота настройки бас бустера вставляется при помощи переменного резистора VR5 (в пределах 25…125Гц), а уровень усиления резистором VR4 (в пределах 0…+14дБ). После бас бустера сигнал поступает в фильтр инфранизких частот (subsonic filter), который представляет собой фильтр, срезающий нежелательные, ультранизкие сигналы, которые уже не слышимы для человека, но могут сильно перегрузить усилитель, тем самым уменьшая действительную выходную мощность системы. Частота среза фильтра регулируется с помощью переменного резистора VR2 в пределах 10…80Гц. Если, например, частота среза вставлена на 25Гц, то АЧХ имеет следующий вид.

После фильтра инфранизких частот сигнал поступает в фильтр нижних частот (crossover), который срезает верхние, ненужные для сабвуфера (средние + высокие) частоты. Частота среза регулируется при помощи переменного резистора VR1 в пределах 30…250Гц. Крутизна затухания составляет 12дБ/октава. АЧХ имеет такой вид (при частоте среза 70Гц).

2.2.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (2шт.), TL072 (1шт.) и NE5532 (1шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Также использованы три сдвоенных (50кОм-2шт., 20кОм-1шт.) и два счетверенных переменных (50кОм-6шт.) резисторов. В качестве счетверенных переменных резисторов можно использовать два сдвоенных.

2.2.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

2.2.4.Фото готового блока фильтров

Питается блок фильтров от двухполярного источника питания напряжением ±12В.

2.3.Блок усилителя мощности (Power amplifier).

2.3.1.Схема

В качестве усилителя мощности используется усилитель Энтони Холтона с полевыми транзисторами в выходном каскаде. Статей описывающих принцип работы, сборку и настройку усилителя в интернете очень много. Поэтому я ограничусь вложением схемы и моей версии печатной платы.

2.3.2.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи. Питается блок усилителя мощности от двухполярного источника питания напряжением ±50…63В. Выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания и числа пар полевых транзисторов (IRFP240+IRFP9240) в выходном каскаде.

2.4. Блок питания и блок охлаждения (Power supply)

2.4.1.Схема

2.4.2.Компоненты

В качестве трансформатора питания можно использовать как готовый, так и самодельный трансформатор мощностью приблизительно 200Вт. Напряжения вторичных обмоток показаны на схеме.

Диодный мост Br2 рассчитан на ток 25А. Конденсаторы C1…C12,С29…С31 должны иметь номинальное напряжение 25В. Конденсаторы C13…C28 должны иметь номинальное напряжение 63В (при напряжении питания ниже 60В), или 100В (при напряжении питания выше 60В). В качестве неполярных конденсаторов лучше использовать пленочные конденсаторы. Все резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт. Терморезистор R5 намазывается термопастой и прикрепляется к радиатору усилителя. Рабочее напряжение вентилятора 12В.

2.4.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

3.Заключительный этап сборки сабвуфера

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U1-U5	Операционный усилитель	TL074	5			В блокнот
C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42		10 мкФ	14			В блокнот
C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38	Конденсатор	33 пФ	14			В блокнот
C11-C14, C19-C22, C31-C34	Конденсатор	0.1 мкФ	12			В блокнот
C17, C18	Электролитический конденсатор	470 мкФ	2			В блокнот
R1, R2	Резистор	390 Ом	2			В блокнот
R3, R12	Резистор	15 кОм	2			В блокнот
R4, R16-R18	Резистор	20 кОм	4			В блокнот
R5, R13-R15	Резистор	13 кОм	4			В блокнот
R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47	Резистор	68 кОм	10			В блокнот
R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48	Резистор	22 кОм	10			В блокнот
R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50	Резистор	10 кОм	10			В блокнот
R19, R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44	Резистор	22 Ом	8			В блокнот
L1-L4	Катушка индуктивности	20x3мм	4	20 витков, провод 0.7мм, оправа 3мм		В блокнот
L5-L13	Катушка индуктивности	100 мГн	10			В блокнот
	Блок фильтров
U1	Операционный усилитель	TL072	1			В блокнот
U2, U4	Операционный усилитель	TL074	2			В блокнот
U3	Операционный усилитель	NE5532	1			В блокнот
C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23	Конденсатор	0.1 мкФ	14			В блокнот
C6	Конденсатор	15 нФ	1			В блокнот
C11-C14	Конденсатор	0.33 мкФ	4			В блокнот
C21, C22	Конденсатор	82 нФ	2			В блокнот
VR1-VR3, VR5	Переменный резистор	50 кОм	4			В блокнот
VR4	Переменный резистор	20 кОм	1			В блокнот
R1, R3, R4, R6	Резистор	6.8 кОм	4			В блокнот
R2, R10, R11, R13, R14	Резистор	4.7 кОм	5			В блокнот
R5, R8	Резистор	10 кОм	2			В блокнот
R7, R9	Резистор	18 кОм	2			В блокнот
R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27	Резистор	2 кОм	8			В блокнот
R18, R25	Резистор	3.6 кОм	2			В блокнот
R19, R21	Резистор	1.5 кОм	2			В блокнот
R23, R24, R30, R31, R33	Резистор	20 кОм	5			В блокнот
R28	Резистор	13 кОм	1			В блокнот
R29	Резистор	36 кОм	1			В блокнот
R32	Резистор	75 кОм	1			В блокнот
R34, R35	Резистор	15 кОм	2			В блокнот
L1-L8	Катушка индуктивности	100 мГн	1			В блокнот
	Блок усилителя мощности
T1-T4	Биполярный транзистор	2N5551	4			В блокнот
T5, T9, T11, T12	Биполярный транзистор	MJE340	4			В блокнот
T7, T8, T10	Биполярный транзистор	MJE350	3			В блокнот
T13, T15, T17	MOSFET-транзистор	IRFP240	3			В блокнот
T14, T16, T18	MOSFET-транзистор	IRFP9240	3			В блокнот
D1, D2, D5, D7	Выпрямительный диод	1N4148	4			В блокнот
D3, D4, D6	Стабилитрон	1N4742	3			В блокнот
D8, D9	Выпрямительный диод	1N4007	2