Процес створення акустичної системи своїми руками (далі АС) можна поділити на кілька основних етапів:

• Вибір складу динаміків, виходячи з вимог, що висуваються до АС,
• Розрахунок акустичного оформлення,
• Розробка конструкції та виготовлення корпусу АС,
• Розрахунок та виготовлення роздільного фільтра,
• Налагодження.

Приступаючи до конструювання АС, необхідно сформулювати вимоги до неї:

• Призначення та умови експлуатації,
• Необхідний рівень звукового тиску,
• Відтворюваний діапазон частот,
• Варіант виконання (з вбудованим підсилювачем або без підсилювача),
• Габарити та допустима вага.

Також необхідно визначитися з типом конструкції:

• Тип акустичного оформлення,
• Кількість смуг,
• Конструктивні особливості та дизайн.

З цих відомостей можна приступати до вибору динаміків та інших компонентів системи, проводити розрахунок акустичного оформлення і фільтрів.

Критерії вибору динаміків докладно розглядалися. Розрахунку фільтрів для АС на нашому сайті також присвячена окрема . У цій статті ми розглянемо питання розрахунку та виготовлення акустичного оформлення для АС.

Отже, після вибору динаміків роблять розрахунок акустичного оформлення, а потім приступають до розробки конструкції корпусу.

Розрахунок акустичного оформлення

Нагадаємо, що випромінювання АС у галузі НЧ визначається спільною роботоюНЧ динаміка та акустичного оформлення. Акустичне оформлення буває декількох типів: відкритого, закритого та фазоінверсного. У статті наголос зроблено на фазоінверсні системи, оскільки за умови правильного розрахунку вони мають максимальну ефективністьвипромінювання НЧ, завдяки чому набули широкого поширення серед систем, призначених для професійного озвучування.

Розрахунок акустичного оформлення фазоінверсного типу проводиться за методикою, запропонованою інженерами Тілем та Смоллом. Відповідно до цієї методики, АС є фільтром верхніх частот.

Завдання розрахунку АТ зводиться до визначення необхідного внутрішнього об'єму та частоти налаштування фазоінвертора, оптимальні для даного НЧ динаміка. Критерії розрахунку можуть бути різними і залежать передусім від призначення АС. Системи, призначені для озвучення заходів, як правило, повинні мати максимальну ефективність випромінювання в галузі НЧ. При цьому суб'єктивне відчуття «низів» має зберігатися при додаванні потужності. Частоту налаштування фазоінвертора для таких АС вибирають зазвичай близько 40-50 Гц. Наприклад, такі системи успішно застосовуються для озвучування танцполів, де більшою мірою потрібен удар, ніж субниз.

Сучасні методи розрахунку АС мають на увазі проведення комп'ютерного моделювання у спеціальних програмах. Такий підхід дозволяє оптимізувати АС не лише за амплітудно-частотною характеристикою звукового тиску, а й за низкою інших параметрів. Однією з таких програм є BassBox 6 Pro. Ця програмадозволяє зробити комплексний розрахунок характеристик АС, що є НЧ динамік в акустичному оформленні. Методика розрахунку дозволяє знайти компроміс між різними вимогами до АС, використовуючи метод послідовних наближень.

Розглянемо основні прийоми роботи у програмі BassBox:

Вхід у програму здійснюється подвійним клацанням миші за відповідним ярликом на робочому столі.

У вікні вибору варіанта роботи (рис.1) вибираємо OpenDesignWindow(Відкрити проект).

На рис.2 показано головне вікно програми.

Програма BassBox дозволяє виконувати роботу відразу з декількома АС, проводити їх порівняння між собою за різними характеристиками. Дані на кожну АС зберігаються в вкладці готелю, яка називається Design. Проектування Нової АС починається зі створення нової вкладки, натиснувши File-> NewDesign.

Натискання кнопки Driverна вкладці Designпризводить до відкриття вікна параметрів динаміка (рис.3). У ньому містяться всі відомості, що стосуються конкретної моделідинаміка.

Дані можна занести вручну, але краще завантажити потрібну модель динаміка з бази.

Програма BassBox 6 Pro містить велику базу динаміків відомих світових виробників. Існує можливість доповнити цю базу іншими динаміками. Для цього спочатку необхідно занести до бази назву нового виробника. Для цього потрібно відкрити меню Edit-> Database-> EditCompanyData(Рис.4). В полі Nameслід вказати назву фірми та поставити галочку навпроти пункту Manufacturer, за бажанням заповнити й інші поля, що містять відомості про виробника, а потім натиснути Save.

У вкладці Descriptionвказуються загальні відомостіпро динаміку.

У вкладці Paramertersвказуються тиль-смол параметри динаміка (рис.6). При цьому не обов'язково заповнювати всі поля параметрів, а достатньо лише деякі з них. При цьому інші параметри можна розрахувати за допомогою вбудованого калькулятора ( Calcі CalculateAll).

Всі тіль-смол параметри в динаміці взаємопов'язані один з одним. Про наявність або відсутність протиріч між значеннями параметрів свідчить колір сигнального світлодіода, що знаходиться зліва поля параметра. Червоний колір світлодіода вказує на сильну взаємну невідповідність параметрів, жовтий – незначний, зелений – відсутність невідповідності.

Також можна заповнити вкладку Dimension, Що містить відомості про геометричні розміри динаміка (рис.7). Ці відомості будуть автоматично використані програмою, коли необхідно розрахувати вільний внутрішній об'єм корпусу.

Після заповнення зазначених вкладок слід натиснути AddthisDrivertoDatabase(Додати цей динамік до бази даних).

Для отримання потрібного динаміка з бази даних потрібно натиснути LoadfromDatabase(Завантажити з бази даних) у вікні DriverProperties(Рис.3). Відкриється вікно, показане на рис.8. У списках, що випадають, слід вибрати CompanyNameі DriverFound, після чого натиснути Load.

Після завантаження основних параметрів НЧ динаміка потрібно вказати кількість встановлюваних динаміків, спосіб установки, а також схему взаємного підключення, якщо кількість динаміків більше одного. Для цього призначено вкладку Configuration(Рис.9).

Для завдання початкових параметрівакустичного оформлення у вкладці проекту Design1 слід натиснути Box. Внаслідок цього відкриється вікно BoxProperties.

Вкладка Descriptionпризначена для збереження основних відомостей про АС.

Параметри корпусу АС задаються у вкладках BoxDesign(див. рис.10) та Vents(Див. рис.11). У першій вказуються тип акустичного оформлення (Type = Vented Box - фазоінвертор), об'єм (Vb) або розміри корпусу (Dimensions) та частота налаштування фазоінвертора fb.

У вкладці Vents - вказуються конструктивні параметри портів ФІ.

Задавши необхідні параметри динаміка і корпусу, можна зробити пробну побудову графічних характеристик. Для цього слід натиснути Plotна вкладці проекту Design. Відкриється вікно, показане на рис.12. Далі ці характеристики можна оптимізувати, змінюючи параметри акустичного оформлення (розміри корпусу та фазоінвертора).

Коротко розглянемо найважливіші характеристики та критерії їхньої оцінки:

• NA- АЧХ рівня звукового тиску з відривом 1м, при підведенні потужності 1Вт.

  Потрібно прагнути до досягнення максимальної рівномірності;

• CA - АЧХ рівня звукового тиску на відстані 1м при підведенні номінальної потужності.

  Показує величину звукового тиску, здатного забезпечити АС.

• AP- Акустична потужність.

  Потрібно прагнути зменшити глибину провалу області НЧ і допускати провалу понад 3-4 дб;

• CD– Амплітуда усунення дифузора (звукової котушки).

  Потрібно прагне не допускати перевищення максимальної амплітуди зміщення звукової котушки більше Xmax у межах діапазону частот, що відтворюються акустичною системою;

• VV– Швидкість потоку повітря у трубах фазоінвертора.

  Потрібно прагне зменшення швидкості повітряного потоку в трубі ФІ, не більше 15м/с.

Виготовлення АС

Розглянемо деякі особливості виготовлення корпусів АС:

У більшості випадків корпуси АС виготовляють із фанери товщиною 15 та 18 мм.

Конструкція корпусу має бути міцною та герметичною. Слід враховувати, що у процесі роботи АС усередині корпусу створюється підвищений тиск. Ця обставина призводить до того, що в негерметичному корпусі виникають втрати, які проявляються в тому, що з щілин починає просочуватися повітря. Це може виявлятися у появі додаткових призвуків під час роботи АС. Для того, щоб уникнути цього, всі з'єднання повинні бути ретельно проклеєні столярним клеєм. Панелі скручуються шурупами через кожні 7-10см. Головки шурупів заглиблюються і, згодом, зашпакльовуються.

Панелі значних розмірів бажано оснастити ребрами твердості, т.к. у недостатньо укріплених панелях може виникнути коливальний процес, що призводить до втрати чіткості відтворення низьких частот. Небажано використовувати у конструкції знімну кришку, т.к. дане конструктивне рішення, як правило, також призводить до зниження герметичності та жорсткості корпусу.

Усі динаміки з відкритою тильною стороною, що входять до складу АС, крім НЧ динаміків, необхідно ізолювати від внутрішнього об'єму корпусу для виключення впливу на них НЧ випромінювання. Якщо планується оснастити АС вбудованим підсилювачем, під нього бажано виділити в корпусі АС окрему камеру. Особливо це стосується підсилювачів із відкритим друкованим монтажем. При проектуванні АС слід забезпечити можливість вентиляції компонентів системи та вжити заходів для створення більш сприятливих умов їх роботи. Нагадаємо, що при тривалій роботі на високій потужності нагрівання магнітного ланцюга динаміка може досягати 70 градусів.

Підсумовуючи всього вищесказаного, ще раз нагадаємо, що для виготовлення високоякісної АС необхідні не тільки якісні динаміки. Важливо правильно спроектувати та виготовити корпус АС, зробити раціональний вибір драйверів (ВЧ-головок) та зробити розрахунок розділового фільтра. Слід пам'ятати, що параметри корпусу АС фазоінверсного типу розраховуються стосовно конкретної моделі НЧ динаміка. Можна самостійно зробити розрахунок фазоінвертора на підставі Тіль-смол параметрів динаміка, використовуючи спеціалізовані програмита методики. На підставі розрахованих даних про обсяг корпусу та параметри фазоінвертора спроектувати корпус АС. Для динаміків, інженерами фірми АКТОН спроектовані АС, придатні більшості завдань озвучування. Корпуси цих АС оптимізовані за низкою параметрів, таких як максимальна віддача на низьких частотах, найкращі умови теплової конвекції динаміків усередині корпусу, формо-габаритні показники, зручність транспортування та ін. Розроблено документацію, що містить набір креслень виготовлення корпусів АС. Усі АС пройшли випробування за умов реальної роботи. Згідно з документацією, корпуси АС виготовляються зі стандартної фанери. Зовнішня поверхня корпусу може бути пофарбована або обтягнута карпетом. Технічна документація на корпуси акустичних систем форматі PDFрозміщена на нашому сайті у вільному доступі та по ній ви можете виготовити акустичну систему своїми руками.

Сьогодні я розповім вам, дорогі дурківчани, як власними руками зробити те, чого в магазині вартує великих грошей. Тобто хорошу акустичну систему. Пам'ятається якось викладав тут про S-30, і з того моменту я почав робити подібну власну АС з нуля.

Почну з того, що коли я знайшов на дачі в сараї цю парочку С-30, то мало не обомлів - мало того, що вони різні (одна s-30B, а інша S-30A) так ще в одній розбитий корпус. У другій не виявилася всередині фільтра, хтось його вже зняв до мене. Робити рестайлінг не було сенсу-вони аж надто різняться, та й як відновити напівзгнилий корпус я не знав. Та й навіщо, коли можна наново зробити 2 однакові. НЧ динаміки, ГДН-25, в ідеальному стані, а от пищалки краще поставити нові. Що ж, почнемо.
Частина перша.Колонки.

Над матеріалом довго не думав-були стінки від якогось совкового серванту (ЛДСП 16 мм), причому з дірками. Дірки забиваємо шкантиками на пва. Далі пиляємо за розмірами. Ах так, найголовніше – розміри. Взяв приблизно такі ж розміри, як у оригінальної С-30, тільки форму трохи змінив. А ось фазоінвертер довелося порахувати в SpeakerShop"е. Взяв із запасом-50 мм. Корпус скручуємо шурупами, це поки примірка.

Розбираємо, мажемо клеєм, збираємо. Клеїмо штапики в кути для більшої міцності:






Тепер демпфенуємо все лінолеумом, волохатою стороною всередину:






Збираємо повністю.








Тепер, коли у нас все працює і ніде не свистить, можна шпаклювати.




Ну а тепер саме нудотне і запорошене-зашкурювання…


Через кілька годин виходить щось рівне і оксамитове. Можна обклеювати. Спочатку хотів чорну самоклейку під дерево, але в нашому, пардон, мухосранську її не виявилося. Але як же добре мати друзів в інших містах! Через місяць вона в мене звичайно буде, але поки що доведеться обклеїти тим, що є. приблизно Ось так:








Щоб не поратися зі стилем передньої панелі, робимо чорний акустичний гриль. (Краще робити його з акустичної тканини, але якщо бюджет підтискає, можна обійтися жіночими чорними колготками, на вигляд не відрізнити. Найголовніше запитати у своєї дівчини/подруги/мами дозволу взяти ці самі колготки. Часом вони коштують у багато разів дорожче за саму акустичну тканину. , так що акуратніше;))










Виходить не гірше за куплені, мені здається:




Поки робив усилок(про це пізніше), мені привезли самоклейку.Радості моєї не було межі!





А тепер найголовніше - не заощаджуйте на роз'ємах! я спочатку купив китайські за 15 рублів і дуже розчарувався. Вона на низьких частотах видає дуже неприємні звуки, що з ними не роби. Тому купив якісь фірмові, із позолоченими контактами. Повірте, це дуже впливає на звук. Зайві 300 рублів того варті.


тепер ставимо ВЧ динамік. Купив автомобільні, нормальних не знайшов у нас, виколупав самі динаміки з корпусу, посадив у видовбану виїмку на шпаклівку на основі пва.


Та й найголовніше-т.к. куполи на НЧ динаміках довелося прибрати через їхнє деренчання, зробив нові, зі своїми ініціалами:)

Що й казати, звучання вийшло не гірше за фірмові АС знаменитих аудіофільських трендів.

Частина друга. Підсилювач.
Колонки вийшли як і оригінал, по 30 ват-25вт НЧ і 5 вт Вч, (хоча за документами написано що ці пищалки по 60 ват, але китайцям вірити-собі дорожче. По звуку не більше 5 вт) Спочатку у мене був підсилювач-збирав рік тому з АТ блоку живлення та мікрохи TDA1558Q. Але по-перше там всього 44 Ват, а по-друге ця мікроха баси витягує слабко. Над вибором Мікросхеми довго не думав-TDA 8560Q. Схожа на попередню, тільки вихід до 80 вт + якість сигналу вище і спотворень менше. Відразу попереджаю новачків-кращена 8560 не збирати нічого, дуже вже вона примхлива. Але якщо руки ростуть звідки треба, то вийде чудовий підсилювач. Поки збирав свій-спалив дві штуки. А коштують вони приблизно по 150 рублів за штучку, яких мені шкода, тому добре відточив запас нецензурної лексики. Корпус будемо робити з одностороннього фольгованого склотекстоліту. Зручний, легкий і не проводить струм, де не треба. А також є чудовими масою, екраном та антеною (якщо підключати телефон з радіоприймачем)


Розмічаємо, ріжемо лобзиком, свердлимо потрібні отвори:

Не втримався і приміряв майбутні роз'єми :)


Шкуримо місця пайки, лудимо.


Паяльником прогріваємо луджені місця-і все чудово схоплюється:




Тепер шпаклюємо автошпаклівкою всі щілини та стики. Через добу сміливо шкуримо і поліруємо.






Приміряємо начинку:




Все працює, можна фарбувати. Фарбуємо глянсовою чорною фарбою, після чого шкуримо дефекти.




А тепер головна особливість-алюмінієві вставки. Вирізаємо з 3мм листа люміні, згинаємо за формою передньої панелі, надаємо шкіркою текстуру, і пригвинчуємо болтами-шестигранниками (саме болтами, це теж частина дизайну). Виглядає Міло:


Знімаємо всю бутафорію та виймаємо начинку. Фарбуємо нормально:




Вийшов ось такий невеликий чудовий корпус:

Тепер про начинку. Мікруха Tda8560 на радіаторі від трьохсотого селерону, трансформатор (якому років 40, не менше, але видає близько 15А і 12В), діодний міст приблизно на 12А і 3 конденсатора: на 4700мкф, 2200мкф і 0,47мкф. Два кондери на сигнальних входах мікрухи, по 0,05мкф (теж радянські, набагато краще китайщини), і вхідний здвоєний змінний резистор на 50кОм. .






А щоб 2-х кілограмовий трансформатор не перекосив корпус, зміцнюємо його двома куточками та сталевою пластиною в основі, на яку все власне кажучи і кріпиться.


Тепер робимо дно з того ж текстоліту та ніжки з нікельованої меблевої трубки:

Непогано виглядає поряд з моїм системником, таке ж синє підсвічування (на фото на жаль комп вимкнений):

Частина третя. Фінал.

Ось все зібрано та й чудово працює. Усього у мене пішло близько трьох місяців. І одразу скажу, що тут лише третина фотографій, на решті те, що у мене йшло не так, все-таки це у мене перший проект з такою точністю та таким якісним опрацюванням кожної дрібниці.

P.S. Я навчаюсь у 10 класі, і це за ідеєю мій проект на регіональну олімпіаду з технології, на якій я, до речі, зайняв перше місце 3 дні тому.

Вдалого моддингу! щиро ваш, Вікторе Сарбаєву.

Зробити звукові колонкисвоїми руками - з цього у багатьох починається захоплення складною, але дуже цікавою справою - технікою звуковідтворення. Початковим спонуканням часто стають економічні міркування: ціни на брендову електроакустику завищені не надмірно - потворно нахабно. Якщо вже закляті аудіофіли, що не скупляться на раритетні радіолампи для підсилювачів і плоский срібний провід для намотування звукових трансформаторів, нарікають на форуми, що ціни на акустику та динаміки для неї систематично роздуваються, то проблема справді серйозна. Бажаєте колонки для дому по 1 млн. руб. пара? Будьте ласкаві, знайдуться і дорожче. Тому матеріали цієї статті розраховані в першу чергу для самих початківців:їм потрібно швидко, просто і недорого переконатися, що творіння рук своїх, на все для якого пішло коштів у десятки разів менше, ніж на «крутий» бренд, може «співати» не гірше або принаймні порівняно. Але можливо, Дещо з викладеного виявиться одкровенням і для метрів аматорської електроакустики– якщо буде удостоєно прочитанням оними.

Колонка чи АС?

Звукова колонка (КЗ, колонка звукова) це один із видів акустичного оформлення електродинамічних головок гучномовців (РР, динаміків), призначений для техніко-інформаційного озвучування великих громадських приміщень. Взагалі ж акустична система(АС) складається з первинного випромінювача звуку (З) та його акустичного оформлення, що забезпечує необхідну якість звучання. Домашні АС здебільшого схожі на звукові колонки, тому їх так і прозвали. Електроакустичні системи (ЕАС) мають у своєму складі також електричну частину: дроти, клеми, розділові фільтри, вбудовані підсилювачі потужності звукової частоти (УМЗЧ, активних АС), обчислювальні пристрої (в АС з цифровим розфільтруванням каналів) та ін Акустичне оформлення побутових АС розміщується зазвичай у корпусі, чому вони виглядають більш-менш витягнутими вгору колонами.

Акустика та електроніка

Акустика ідеальної АС збуджується у всьому діапазоні чутних частот 20-20 000 Гц одним широкосмуговим первинним ІЗ. Електроакустика повільно, але впевнено йде до ідеалу, проте найкращі результати показують поки що АС з поділом частот на канали (смуги) НЧ (20-300 Гц, низькі частоти, баси), СЧ (300-5000 Гц, середні) та ВЧ (5000) -20 000 Гц, високі, верхи) або НЧ-СЧ та ВЧ. Перші, звісно, ​​називаються 3-х смуговим, а другі – 2-х смуговими. Починати освоюватися в електроакустиці найкраще з 2-смугових АС: вони дозволяють у домашніх умовах без зайвих витрат та складнощів отримати звук якості до високого Hi-Fi (див. нижче) включно. Звуковий сигналвід УМЗЧ або, в активних АС, малопотужний від первинного джерела (плеєра, звукової картикомп'ютера, тюнера тощо) розподіляється по частотних каналах розділовими фільтрами; це називається розфільтруванням каналів, як самі розділові фільтри.

Далі у статті розглядається переважно, як зробити колонки, які забезпечують гарну акустику. Електронна частина електроакустики – предмет особливого серйозного обговорення, і жодного. Тут потрібно помітити тільки, що, по-перше, спочатку не потрібно братися за близьке до ідеального, але складне і дороге цифрове розфільтрування, а застосувати пасивне на індуктивно-ємнісних фільтрах. Для 2-смугової АС потрібна лише одна вилка розділових фільтрів низьких і високих частот(ФНЧ/ФВЧ).

Для розрахунку роздільних сходових фільтрів АС є спеціальні програминапр. JBL Speaker Shop. Однак у домашніх умовах індивідуальне налаштування кожної вилки під конкретні екземпляри динаміків, по-перше, не б'є за виробничими витратами у серійному виробництві. По-друге, заміна ГГ в АС потрібна лише у виняткових випадках. Отже, до розфільтрування частотних каналів АС можна підійти нетрадиційно:

1. Частоту розділу НЧ-СЧ м ВЧ приймають не нижче 6 кГц, інакше не вийде достатньо рівномірної амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) всієї АС в області СЧ, що дуже погано див. далі. До того ж, за високої частоти розділу фільтр виходить недорогим і компактним;
2. Прототипами до розрахунку фільтра беруть ланки і напівланки фільтрів типу K, т.к. їх фазочастотні властивості (ФЧХ) повністю лінійні. Без дотримання цієї умови АЧХ в області частоти розділу вийде суттєво нерівномірною та у звучанні з'являться призвуки;
3. Для отримання вихідних для розрахунку даних необхідно виміряти імпеданс (повний електричний опір) НЧ-СЧ і ВЧ ГГ на частоті розділу. Вказані в паспорті ГР 4 або 8 Ом – їх активний опірна постійному струмі, а імпеданс на частоті розділу буде більшим. Вимірюється імпеданс досить просто: ГГ підключають до генератора звукових частот (ГЗЧ), налаштованого на частоту розділу, з виходом не слабше 10 на навантаження в 600 Ом через резистор свідомо великого опору, напр. 1 ком. Можна скористатися малопотужним ГЗЧ та УМЗЧ високої вірності. Імпеданс визначається по відношенню до напруг звукової частоти (ЗЧ) на резисторі та ГГ;
4. Імпеданс НЧ-СЧ ланки (ГГ, головки) приймають за характеристичний опір н фільтра низьких частот (ФНЧ), а імпеданс ВЧ головки - за фільтр фільтра високих частот (ФВЧ). Те, що вони різні - та й блазень з ними, вихідний опір УМЗЧ, що «розгойдує» АС, зневажливо мало в порівнянні з тим і тим;
5. З боку УМЗЧ ставлять ланки ФНЧ і ФВЧ типу, що відбиває, щоб не перевантажувати підсилювач і не відбирати потужність у сполученого каналу АС. До ГГ звертають, навпаки, поглинаючі ланки, що віддача від фільтра не давала призвуків. Таким чином, ФНЧ та ФВЧ АС матимуть не менше ланки з напівланкою;
6. Згасання ФНЧ і ФВЧ на частоті розділу беруть рівним 3 дБ (1,41 разу), т.к. крутість схилів K-фільтрів невелика і рівномірна. Чи не 6 дБ, як здається, т.к. фільтри розраховуються за напругою, а потужність, що підводиться до ГГ, залежить від нього по квадрату;
7. Налаштування фільтра зводиться до «приглушення» надто гучного каналу. Вимірюють гучності каналів на частоті розділу за допомогою комп'ютерного мікрофона, відключаючи по черзі ВЧ та НЧ-СЧ. Ступінь «глушіння» визначається як корінь квадратний із відношення гучності каналів;
8. Надмірну гучність каналу прибирають парою резисторів: Ом, що гасить на частки або одиниці, включають послідовно з ГГ, а паралельно їм обом - вирівнює більшого опору, щоб імпеданс ГГ з резисторами залишився незмінним.

Пояснення до методики

У технічно обізнаного читача може виникнути питання: так у вас що ж, фільтр на комплексне навантаження працює? Так, і в даному випадку нічого страшного. ФЧХ K-фільтрів лінійна, як сказано, а Hi-Fi УМЗЧ практично ідеальне джерело напруги: його вихідний опір Rвих – одиниці та десятки мОм. За таких умов «відбиток» від реактансу ГГ частково загасне у вихідній поглинаючій ланці/напівланці фільтра, але здебільшого просочиться назад на вихід УМЗЧ, де і згине без сліду. У пов'язаний канал практично нічого не пройде, т.к. ρ його фільтра багаторазово більше Rвих. Тут одна небезпека: якщо імпеданс РР і ρ різні, то в ланцюзі вихід фільтра - РР почнеться циркуляція потужності, через що баси стануть тьмяними, «плоськими», атаки на СЧ затягнутими, а верхи - різкими, з підсвистом. Тому підганяти імпеданс РР і ρ потрібно точно, а в разі заміни РР канал доведеться налаштовувати заново.

Примітка:не намагайтеся розфільтровувати активні АС аналоговими активними фільтрами на операційних підсилювачах. Домогтися лінійності їх фазових характеристик у широкому діапазоні частот неможливо, тому, наприклад, аналогові активні фільтри так і не прижилися до ладу в техніці електрозв'язку.

Що таке хайфай

Hi-Fi, як відомо, скорочення від High Fidelity – висока вірність (відтворення звуку). Поняття Hi-Fi спочатку приймалося як розпливчасте і не підлягає стандартизації, але поступово виробилося неформальне розподілення його на класи; цифрами у списку позначені відповідно діапазон відтворюваних частот (робочий діапазон), максимально допустимий коефіцієнт нелінійних спотворень (КНІ) на номінальній потужності (див. далі), мінімально допустимий динамічний діапазонщодо власних шумів приміщення (динаміка, відношення максимальної гучності до мінімальної), максимально допустимі нерівномірність АЧХ на СЧ та її завал (спад) на краях робочого діапазону:

• Абсолютний або повний - 20-20 000 Гц, 0,03% (-70 дБ), 90 дБ (у 31 600 разів), 1 дБ (в 1,12 рази), 2 дБ (в 1,25 рази).
• Високий або важкий - 31,5-18 000 Гц, 0,1% (-60 дБ), 75 дБ (5600 разів), 2 дБ, 3 дБ (в 1,41 раза).
• Середній або базовий - 40-16 000 Гц, 0,3% (-50 дБ), 66 дБ (2000 разів), 3 дБ, 6 дБ (в 2 рази).
• Початковий - 63-12 500 Гц, 1% (-40 дБ), 60 дБ (1000 разів), 6 дБ, 12 дБ (в 4 рази).

Цікаво, що високий, базовий та початковий Hi-Fi приблизно відповідають вищому, першому та другому класам побутової електроакустики за системою СРСР. Поняття абсолютного Hi-Fi виникло з появою конденсаторних, плівково-панельних (ізодинамічних та електростатичних), струменевих та плазмових випромінювачів звуку. Важким (Heavy) високий Hi-Fi обізвали англосакси, т.к. High High Fidelity по-англійськи однаково що олія олійна.

Який потрібний хайфай?

Домашня акустика для сучасної квартири або будинку з гарною звукоізоляцією має задовольняти умови на базовий Hi-Fi. Високий там, звичайно, гірше не зазвучить, але коштуватиме набагато дорожче. У блоковій хрущовці або брежнєвці, як їх не ізолюй, початковий і базовий Hi-Fi розрізняють лише професійні експерти. Підстави для такого загрубування вимог до домашньої акустики такі.

По-перше, повний діапазон звукових частот чують буквально одиниці людей із усього людства. Люди, обдаровані особливо тонким музичним слухом, як Моцарт, Чайковський, Дж. Гершвін, чують високий Hi-Fi. Досвідчені професійні музиканти у концертному залі впевнено сприймають базовий Hi-Fi, а 98% пересічних слухачів у звукомірній камері за частотою майже ніколи не розрізняють початковий та базовий.

По-друге, у найбільш чутній області СЧ людина за динамікою розрізняє звуки в діапазоні 140 дБ, рахуючи від порога чутності 0 дБ, рівного інтенсивності звукового потоку в 1 пВт на кв. м, див. рис. праворуч криві рівної гучності. Звук гучніший за 140 дБ це вже біль, а потім – пошкодження органів слуху та контузія. Симфонічний оркестр розширеного складу на найпотужнішому фортисімо видає динаміку звуку до 90 дБ, а залах Великого Оперного, Міланського, Паризького, Віденського оперних театрів і Метрополітен-опери у Нью-Йорку здатний «розігнатися» до 110 дБ; такий же динамічний діапазон провідних джаз-бандів із симфонічним супроводом. Це – межа сприйняття, голосніше якого звук перетворюється на ще терпимий, але вже безглуздий шум.

Примітка:рок-групи можуть грати і голосніше 140 дБ, ніж по молодості захоплювалися Елтон Джон, Фредді Меркюрі та Роллінг Стоунз. Але динаміка року вбирається у 85 дБ, т.к. найніжніше піанісимо рок-музиканти не можуть зіграти за всього бажання – апаратура не дозволяє, а року «на духу» не буває. Щодо попси будь-якого роду та саундтреків до фільмів, то це взагалі не тема – їхній динамічний діапазон вже при записі стискають до 66, 60 і навіть 44 дБ, щоб можна було слухати на будь-чому.

По-третє, природні шуми в тихій вітальні заміського будинку за задвірках цивілізації – 20-26 дБ. Санітарна норма шуму у читальному залі бібліотеки – 32 дБ, а шелест листя на свіжому вітрі – 40-45 дБ. Звідси зрозуміло, що динаміки високого Hi-Fi у 75 дБ більш ніж достатньо для осмисленого прослуховування у побутових умовах; динаміка сучасних УМЗЧ середнього рівня, як правило, не гірша за 80 дБ. У міській квартирі розпізнати за динамікою базовий та високий Hi-Fi практично неможливо.

Примітка:у приміщенні, зашумленому більш ніж на 26 дБ, Частотний діапазонвибраного Hi-Fi можна звузити до попер. класу, т.к. дається взнаки ефект маскування - на тлі невиразних шумів чутливість вуха по частоті падає.

Але щоб Hi-Fi був хайфаєм, а не «щастям» для «улюблених» сусідів та шкодою для здоров'я власника, потрібно забезпечити ще можливо менші спотворення звуку, вірне відтворення НЧ, гладку АЧХ в області СЧ, та визначитися з необхідною для озвучування даного приміщення електричною потужністюАС. З ВЧ проблем, зазвичай, немає, т.к. їх КНІ «йдуть» у нечутну ультразвукову область; потрібно лише поставити в АС хорошу ВЧ головку. Тут досить зауважити, що, якщо ви віддаєте перевагу класиці і джазу, ВЧ ГГ краще брати з дифузором на потужність 0,2-0,3 від такої НЧ каналу, напр. 3ГДВ-1-8 (2ГД-36 по-старому) та подібні. Якщо вас «пре» від жорстких верхів, то оптимальною буде ВЧ ГГ з купольним випромінювачем (див. далі) потужністю 0,3-0,5 від потужності НЧ ланки; гру на барабанах щітками відтворюють натурально тільки купольні «піщалки». Втім, хороша купольна ВЧ РР годиться для будь-якої музики.

Спотворення

Спотворення звуку можливі лінійні (ЛИ) та нелінійні (НІ). Лінійні спотворення це просто невідповідність середнього рівня гучності умовам прослуховування, для чого в будь-якому УМЗЧ і є регулятор гучності. У дорогі 3-смугові АС для високого Hi-Fi (напр., радянські АС-30, вони ж S-90) часто вводять і атенюатори потужності для СЧ і ВЧ, щоб точніше підігнати АЧХ АС до акустики приміщення.

Що стосується НІ, то їм, як кажуть, немає числа і постійно виявляються нові. Наявність НІ у звуковому тракті виявляється у тому, що форма вихідного сигналу (який звук вже у повітрі) недостатньо ідентична формі вихідного сигналу від первинного джерела. Найбільше псують чистоту, прозорість і соковитість звуку слід. НІ:

1. Гармонічні – обертони (гармоніки), кратні основний частоті звуку, що відтворюється. Виявляються як зайво рокотливий бас, різкі та жорсткі СЧ та ВЧ;
2. Інтермодуляційні (комбінаційні) – суми та різниці частот складових спектра вихідного сигналу. Сильні комбінаційні НІ чути як хрип, а слабкі, але псують звук можна розпізнати лише лабораторії багатосигнальним чи статистичним на тестових фонограмах методами. На слух - звук наче чистий, але якийсь не такий;
3. Перехідні - «тремтіння» форми вихідного сигналу при різких наростаннях/спадах вихідного. Проявляють себе короткими хрипами та схлипуваннями, але нерегулярно, на стрибках гучності;
4. Резонансні (призвуки) - дзвін, брязкіт, бубоніння;
5. Фронтальні (перекручування атаки звуку) – затягування або, навпаки, форсування різких змін загальної гучності. Майже завжди виникають разом із перехідними;
6. Шумові - гул, шелест, шипіння;
7. Нерегулярні (спорадичні) - клацання, тріски;
8. Інтерференційні (ІІ або ІФІ, щоб не плутати з інтермодуляційними). Характерні саме для АС, в УМЗЧ ІФІ не виникають. Дуже шкідливі, т.к. Добре чутні і непереборні без капітальної ситуації АС. Докладніше про ІФІ див. нижче.

Примітка:«хрип» та ін образні описи спотворення тут і далі дано з точки зору Hi-Fi, тобто. як уже чутні досвідченими слухачами. А, напр., мовні динаміки проектуються на КНІ за номінальної потужності 6% (у Китаї – на 10%) та 1

Крім інтерференції, АС можуть давати переважно НІ з пп. 1, 3, 4 та 5; клацання та тріски тут можливі як результат неякісного виготовлення. З перехідним та фронтальними НІ в АС борються, підбираючи відповідні ГГ (див. далі) та акустичне оформлення для них. Методи уникнути призвуків - оптимальна система корпусу АС і правильний вибір матеріалу для нього, а також див. далі.

На гармонійних НІ в АС необхідно затриматися, т.к. вони принципово відмінні від таких у напівпровідникових УМЗЧ і подібні до гармонійних НІ лампових УНЧ (підсилювачів низької частоти, стара назва УМЗЧ). Транзистор – квантовий прилад, та її передатні показники аналітичними функціями не виражаються важливо. Наслідок – точно прорахувати всі гармоніки транзисторного УМЗЧ неможливо, які спектр тягнеться до 15-ой і вищих компонент. Також у спектрі транзисторних УМЗЧ велика частка комбінаційних складових.

Єдиний спосіб впоратися з усім цим неподобством – сховати НІ глибше під власні шуми підсилювача, які, у свою чергу, повинні бути багаторазово нижчими від природних шумів приміщення. Треба сказати, що сучасна схемотехніка справляється з цим завданням цілком успішно: за нинішніми уявленнями УМЗЧ з 1% КНД і -66 дБ шумів «ніякий», а з 0,06% КНД і -80 дБ шумів досить-таки середній.

З гармонійними НІ динаміків АС справа інакша. Їхній спектр, по-перше, як і у лампових УНЧ, чистий – лише обертони без помітної домішки комбінаційних частот. По-друге, гармоніки АС простежуються, також як у ламп, не вище 4-ї. Такий спектр НІ не псує помітно звук і за КНІ в 0,5-1%, що підтверджується експертними оцінками, а причина «брудного» і «млявого» звуку саморобних АС криється найчастіше в поганій АЧХ на СЧ. До відома, якщо трубач не почистив як слід інструмент перед концертом і під час гри не виплескує своєчасно слину з амбушюру, то КНІ, скажімо, тромбона, може зрости до 2-3%. І нічого, грають, слухачам подобається.

Висновок звідси випливає дуже важливий і сприятливий: діапазон частот, що відтворюються, і власні гармонічні НІ АС не є параметрами, критично важливими для якості створюваного нею звуку. Звучання АС з 1% і навіть 1,5% гармонійних НІ експерти можуть віднести до базового, а то й високого Hi-Fi, якщо виконані соотв. умови по динаміці та гладкості АЧХ.

Інтерференція

ІФІ – результат сходження звукових хвиль від рядом розташованих джерел синфазно чи протифазі. Результат - сплески, аж до різі у вухах, або провали майже нуля, гучності на окремих частотах. Свого часу первісток радянського Hi-Fi 10МАС-1 (не 1М!) була терміново знята з виробництва після того, як музиканти виявили, що ця АС зовсім не відтворює для другої октави (наскільки пам'ятається). На заводі прототип «ганяли» в звукомірці трисигнальним методом, допотопним вже тоді, а посади експерта з музичним слухом у штатному розкладі не було. Один із парадоксів розвиненого соціалізму.

Імовірність виникнення ІФІ різко зростає з підвищенням частоти та, соотв., Зменшенням довжини хвилі звуку, т.к. для цього відстань між центрами випромінювачів повинна бути кратною половині довжини хвилі частоти, що відтворюється. На СЧ і ВЧ остання змінюється від одиниць дециметрів до міліметрів, тому ставити в АС два-кілька СЧ і ВЧ ГГ не можна ніяк - ІФІ не уникнути, т.к. відстані між центрами РР вийдуть того ж порядку. Взагалі, золоте правило електроакустики - по одному випромінювачу на смугу, а діамантове - одна широкосмугова ГГ на частотний діапазон.

Довжина хвиль НЧ – метри, що набагато більше не лише відстані між ГР, а й розмірів АС. Тому виробники та досвідчені любителі часто збільшують потужність АС та покращують баси, спарюючи або лічверяючи (ставлячи квадруплетом) НЧ ГГ. Однак початківцю так робити не слід: може виникнути внутрішня інтерференція відбитих хвиль, що «гуляють» із самою АС. На слух вона проявляється як резонансні НІ: бухтить, гундосит, деренчить, чому – незрозуміло. Так що слідуйте дорогоцінним правилам, щоб не перебирати щоразу всю АС без толку.

Примітка:ставити в АС непарну кількість однакових ГГ не можна в жодному разі – ІФІ тоді гарантовано 100%

СЧ

На відтворення середніх частот любителі-початківці звертають мало уваги – їх, мовляв, будь-який динамік «співає» – а дарма. СЧ чути найкраще, ними ж припадають вихідні («правильні») гармоніки основи всього – басів. Нерівномірність АЧХ АС на СЧ здатна дати комбінаційні НІ, що дуже сильно псують звук, т.к. Спектр будь-якої фонограми «плаває» по частотному діапазону. Особливо – якщо в АС використовуються ефективні та недорогі динаміки з коротким перебігом дифузора, див. Суб'єктивно, при прослуховуванні, експерти однозначно віддають перевагу АС з АЧХ на СЧ, що плавно змінюється по діапазону частот у межах 10 дБ перед тією, яка має 3 провали або «бугра» по 6 дБ. Тому, проектуючи та роблячи АС, потрібно на кожному кроці ретельно перевіряти: а чи не «загорбатиться» від цього АЧХ на СЧ?

Примітка, до речі про бас:рокерський анекдот. Отже, молодий перспективний гурт прорвався на престижний фестиваль. За півгодини їм виходити, а вони вже за лаштунками, хвилюються, чекають, але басист загуляв десь. 10 хвилин до виходу його немає, 5 хвилин теж немає. Вихід махають, а басиста все нема. Що робити? Ну, гратимемо без басу. Невихід це миттєвий крах кар'єри назавжди. Зіграли без басу, зрозуміло, як. Бредуть до службового виходу, плюються, матюкаються. Дивиться – басист, підданий, з двома телицями. Вони до нього – ах ти, козліно, ти хоч розумієш, як ти нас кинув?!! Ти де був?! – Та я вирішив у залі послухати. – І що ти наслухав? - Чуваки, без басу - відстій!

НЧ

Бас у музиці все одно що фундамент для дому. І так само «нульовий цикл» електроакустики найважчий, складний і відповідальний. Чутність звуку залежить від потоку енергії звукової хвилі, який залежить від частоти квадрата. Отже, баси чути найгірше, див. рис. з кривими рівної гучності. Для «закачування» енергії в НЧ потрібні потужні динаміки та УМЗЧ; реально на баси витрачається більше половини потужності підсилювача. Але на високих потужностях зростає можливість появи НІ, найсильніші і, очевидно, чують складові діапазону яких від басів припадуть якраз на краще чують СЧ.

«Накачування» НЧ ускладнюється ще й тим, що розміри ГГ та всієї АС малі порівняно з довжинами хвиль НЧ. Будь-яке джерело звуку віддає йому енергію тим краще, чим більші його розміри щодо довжини звукової хвилі. Акустичний ККД динаміків на НЧ – одиниці та частки відсотка. Тому більшість робіт і клопоту зі створення АС зводиться до того, щоб змусити її краще відтворювати НЧ. Але нагадаємо ще раз: не забувайте при цьому якомога частіше контролювати чистоту СЧ! Власне створення НЧ тракту АС зводиться до:

• Визначення необхідної електричної потужності НЧ РР.
• Вибір НЧ РР, що підходить для даних умов прослуховування.
• Вибір оптимального для обраної НЧ ГГ акустичного оформлення (конструкції корпусу).
• Правильне його виготовлення в придатному матеріалі.

Потужність

Віддача звуку в дБ (характеристична чутливість) вказується в паспорті динаміка. Вимірюється вона в звукомірній камері в 1 м від центру ГГ вимірювальним мікрофоном, розташованим строго її осі. ГГ ставлять на звукомірний щит (стандартний акустичний екран, див. рис. справа) і підводять електричну потужність 1 Вт (0,1 Вт для ГГ потужністю менше 3 Вт) на частоті 1000 Гц (200 Гц, 5000 Гц). Теоретично за цими даними, класом бажаного Hi-Fi та параметрами приміщення/області прослуховування (місцевою акустикою) можна розрахувати необхідну електричну потужність ГГ. Але насправді облік місцевої акустики настільки складний та неоднозначний, що з цим і фахівці рідко морочаться.

Примітка:ГГ для вимірювань зміщують від центру екрану для того, щоб уникнути інтерференції звукових хвиль від фронтальної і тильної випромінюючих поверхонь. Матеріал екрану зазвичай - пиріг з 5-ти шарів неокуреної 3-шарової соснової фанери на казеїновому клею товщиною по 3 мм і 4-прокладок між ними з натуральної повсті товщиною по 2 мм. Клеїться всі разом теж казеїном чи ПВА.

Набагато простіше йти від наявних умов на технічне озвучування слабко зашумлених приміщень, з поправками на динаміку та частотний діапазон Hi-Fi, тим більше, що отримані результати в такому разі краще узгоджуються з відомими емпіричними даними та експертними оцінками. Тоді для початкового Hi-Fi необхідно, при висоті стелі до 3,5 м, 0,25 Вт номінальної (довготривалої) електронної потужності ГГ на 1 кв. м площі підлоги, для базового Hi-Fi – 0,4 Вт/кв. м, а високого – 1,15 Вт/кв. м.

Наступний крок – врахування реальних умов прослуховування. Динаміки на сотню Вт, здатні працювати і на мікроватних рівнях, жахливо дорогі, з одного боку. З іншого боку – якщо для прослуховування не виділено окреме приміщення, обладнане як звукомірна камера, то їх «мікрошепоту» на тихому піанісимо в будь-якій житловій кімнаті і чути не буде (див. вище про рівні природних шумів). Тому збільшуємо отримані значення вдвічі-втричі, щоб «відірвати» прослуховуване від шумового фону. Отримуємо для початкового Hi-Fi від 0,5 Вт/кв. м, базового від 0,8 Вт/кв. м та для високого від 2,25 Вт/кв. м.

Далі, оскільки нам потрібний хайфай, а не просто розбірливість мови, потрібно від номінальної потужності перейти до пікового (музичного). "Сік" звуку залежить в першу чергу від динаміки його гучності. КНІ РР на піках гучності не повинен перевищувати його значення для Hi-Fi на клас нижче обраного; для початкового Hi-Fi беремо на піку КНІ 3%. У торгових специфікаціях на Hi-Fi динаміки вказується саме пікова потужність як значніша. За радянсько-російською методикою пікова потужність дорівнює 3,33 довготривалої; за методиками західних фірм «музика» дорівнює 5-8 номіналам, але – поки що стоп!

Примітка:китайські, тайванські, індійські та корейські методики – в ігнор. Вони для базового (!) Hi-Fi на піку приймають телефонний КНІ у 6%. А ось Філіппіни, Індонезія та Австралія міряють свої динаміки грамотно.

Справа в тому, що всі без винятку західні виробники Hi-Fi ГГ безбожно завищують пікову потужність своїх виробів. Краще б просували свої КНІ та рівність АЧХ, тут їм справді є чим пишатися. Та ось тільки рядовий зарубіжний обиватель таких складнощів розуміти не стане, а якщо на динаміці наляпано "180W", "250W", "320W", це реально круто. Насправді ж прогони динаміків «звідти» в звукомірці дають їхні списи в 3,2-3,7 номіналів. Що цілком зрозуміло, т.к. обгрунтовано це співвідношення фізіологічно, тобто. будовою наших з вами вух. Висновок - націлившись на західні РР, виходьте на фірмовий сайт, шукайте там номінальну потужність і множте на 3,33.

Примітка 9, щодо позначень піку та номіналу: у Росії за старою системою цифри перед літерами у позначенні динаміка вказували його номінальну потужність, а тепер дають пікову. Але одночасно були змінені і корінь із суфіксом позначення. Тому той самий динамік може позначатися зовсім по-різному, приклади див. нижче. Правду шукайте з довідкових джерел або на Яндексі. Там, яке позначення не введи, у результатах буде нове, а поряд у дужках старе.

Зрештою отримуємо для кімнати до 12 кв. м пік для початкового Hi-Fi 15 Вт, базового 30 Вт і високого 55 Вт. Це найменші допустимі значення; взяти ГГ ще вдвічі-втричі потужніше, буде краще, якщо не слухається симфонічна класика і дуже серйозний джаз. Для них бажано обмежитися потужністю 1,2-1,5 від мінімальної, інакше на піках гучності можливі хрипи.

Можна обійтися ще простіше, орієнтуючись перевірені прототипи. Для початкового Hi-Fi у кімнаті до 20 кв. м підійде ГГ 10ГД-36К (10ГДШ-1 по-старому), для високого – 100ГДШ-47-16. Розфільтрування їм не потрібне, це широкосмугові ГГ. З базовим Hi-Fi складніше, відповідного широкосмугового для нього не виявляється, потрібно робити 2-смугову АС. Тут спочатку оптимальне рішення – повторити електричну частину старої радянської АС S-30B. Ці колонки вже десятиліття справно та дуже добре «співають» у квартирах, кафешках і просто на вулиці. Обшарпані досі, але звук тримають.

Схема розфільтрування S-30B (без індикації навантаження) дана на рис. зліва. Незначна доробка зроблена для зменшення втрат у котушках та можливості припасування під різні НЧ ГГ; при бажанні відведення від L1 можна зробити частіше, в межах 1/3 загального к-ва витків w, рахуючи від правого за схемою кінця L1, припасування буде точніше. Праворуч – вказівки та формули для самостійного розрахунку та виготовлення котушок фільтрів. Деталей прецизійної точності для цього розфільтрування не потрібно; відхилення індуктивності котушок на +/-10% також не помітно впливають на звучання. Двигун R2 доцільно вивести на задню стінку для оперативного припасування АЧХ під кімнату. До імпедансу динаміків схема мало чутлива (на відміну від розфільтрування на K-фільтрах), тому замість зазначених можна застосовувати інші ГГ, що підходять за потужністю та опором. Одна умова: вища частота, що відтворюється (ВВЧ) НЧ ГГ за рівнем -20 дБ повинна бути не нижче 7 кГц, а нижча відтворювана частота (НВЧ) ВЧ ГГ на тому ж рівні - не вище 3 кГц. Зсув-розсув L1 і L2, можна кілька коригувати АЧХ в області частоти розділу (5 кГц), не вдаючись до таких складнощів, як фільтр Цобеля, здатним до того ж збільшувати перехідні спотворення. Конденсатори – плівкові з ізоляцією з ПЕТ або фторопласту та напиленими обкладками (MKP) К78 або К73-16; у крайньому випадку – К73-11. Резистори – металоплівкові (MOX). Провід – аудіо з безкисневої міді перетином від 2,5 кв. мм. Монтаж – тільки на паянні. На рис. справа показано, як виглядає оригінальне розфільтрування S-30B (зі схемою індикації навантаження), а на рис. нижче зліва дана популярна за кордоном схема 2-смугового розфільтрування без магнітного зв'язку між котушками (чому і полярність їх не вказана). Праворуч там же, про всяк випадок – 3-смугове розфільтрування радянської АС S-90 (35АС-212).

Про дроти

Спеціальні аудіопроводи – не породження масового психозу та не маркетинговий трюк. Ефект, відкритий радіоаматорами, нині підтверджений дослідженнями та визнаний фахівцями: якщо в міді дроту є домішка кисню, на кристалах металу утворюється найтонша, буквально в молекулу, плівка оксиду, від якої звуковому сигналу може бути що завгодно, крім поліпшення. У сріблі такого ефекту не виявляється, чому витончені аудіогурмани і не скупляться на срібний дріт: торговці безсоромно шахраюють з мідними проводами, т.к. відрізнити безкисневу мідь від звичайної електротехнічної можна лише у спеціально обладнаній лабораторії.

Динаміки

Якість первинного випромінювача звуку (ІЗ) на басах визначає звучання АС прим. на 2/3; на СЧ та верхах – практично націло. У аматорських АС майже завжди є електродинамічні ГГ (динаміки). Ізодинамічні системи досить широко використовуються у висококласних навушниках (напр. ТДС-7 і ТДС-15, якими охоче користуються профі для контролю звукозапису), але створення потужних ізодинамічних З наштовхується на непереборні поки що технічні труднощі. Щодо інших первинних ІЗ (див. перелік на початку), то вони поки що далеко ще не «доведені до розуму». Особливо це стосується цін, надійності, довговічності та стабільності характеристик у процесі експлуатації.

Долучаючись до електроакустики, знати про те, як влаштовані та працюють в акустичних системах динаміки, потрібно таке. Збудник динаміка - тонка котушка з дроту, що коливається в кільцевому зазорі магнітної системи під впливом струму звукової частоти. Котушка жорстко пов'язана з власне випромінювачем звуку у простір – дифузором (на НЧ, СЧ, іноді – на ВЧ) або тонкою, дуже легкою та жорсткою купольною діафрагмою (на ВЧ, рідко – на СЧ). Ефективність випромінювання звуку залежить від діаметра З; точніше – від його ставлення до довжини хвилі частоти, що випромінюється, але разом з тим зі збільшенням діаметра ІЗ зростає і ймовірність виникнення нелінійних спотворень (НІ) звуку внаслідок пружності матеріалу ІЗ; точніше – не нескінченної його жорсткості. Борються з НІ в ІЗ, виконуючи випромінюючі поверхні звукопоглинаючих (антиакустичних) матеріалів.

Діаметр дифузора більший за діаметр котушки, і в дифузорних ГГ він і котушка кріпляться до корпусу динаміка окремими гнучкими підвісами. Конфігурація дифузора – порожнистий конус із тонкими стінками, звернений вершиною до котушки. Підвіс котушки тримає одночасно вершину дифузора, тобто. його підвіс подвійний. Утворююча конуса може бути прямолінійною, параболічною, експоненційною та гіперболічною. Чим крутіше конус дифузора сходить до вершини, тим вище віддача і менше НІ динаміка, але одночасно звужується його частотний діапазон і зростає спрямованість випромінювання (звужується діаграма спрямованості ДН). Звуження ДН звужує також зону стереоефекту і відсуває її від фронтальної площини пари АС. Діаметр діафрагми дорівнює діаметру котушки та окремого підвісу для неї немає. Це різко знижує КНІ РР, т.к. підвіс дифузора - дуже помітне джерело НІ звуку, а матеріал для діафрагми можна брати дуже жорсткий. Однак добре випромінювати звук діафрагма здатна лише на досить високих частотах.

Котушка та дифузор або діафрагма разом з підвісами становлять рухому систему (ПС) ГГ. У ПС є частота власного механічного резонансу Fр, на якій рухливість ПС різко зростає, і добротність Q. Якщо Q>1, то динамік без правильно підібраного та виконаного акустичного оформлення (див. далі) на Fр захрипить на потужності менше номінальної, не те що пікової, це т. зв. замикання РР. До спотворень замикання не належить, т.к. є конструкторсько-виробничим шлюбом. Якщо 0,7

Ефективність передачі енергії електричного сигналу звуковим хвилям у повітрі визначається миттєвим прискоренням дифузора/діафрагми (хто знайомий з матаналізом – другий похідної його зміщення за часом), т.к. повітря - легко стискається і дуже плинне середовище. Миттєве прискорення котушки, що штовхає/тягне дифузор/діафрагму, має бути дещо більшим, інакше вона не «розкачає» ІЗ. Декілька, але не набагато. В іншому випадку котушка вигинатиме і змушуватиме вібрувати випромінювач, що призведе до появи НІ. Це т.зв мембранний ефект, при якому в матеріалі дифузора/діафрагми поширюються поздовжні хвилі пружності. Простіше кажучи, дифузор/діафрагма повинні трохи «гальмувати» котушку. І тут знову протиріччя – що сильніше випромінювач «гальмує», то сильніше він випромінює. На практиці "гальмування" випромінювача роблять таким, щоб його НІ у всьому діапазоні частот і потужностей укладалися в норму для заданого класу Hi-Fi.

Примітка, висновок:не намагайтеся «вичавити» з динаміків того, чого вони не можуть. Напр., АС на 10ГДШ-1 можна побудувати з нерівномірністю АЧХ на СЧ в 2 дБ, але за КНІ та динамікою він все одно тягне на Hi-Fi не вище початкового.

На частотах до Fр мембранний ефект не виявляється ніколи, це т. зв. поршневий режим роботи ГГ – дифузор/діафрагма просто ходять вперед-назад. Вище за частотою важкий дифузор все більше не встигає за котушкою, мембранне випромінювання починається і посилюється. На певній частоті динамік починає випромінювати лише як гнучка мембрана: на стику з підвісом його дифузор вже нерухомий. При 0,7

Мембранний ефект різко покращує віддачу ГР, т.к. миттєві прискорення ділянок поверхні З, що вібрують, виявляються дуже великими. Ця обставина широко використовується конструкторами ВЧ та частково СЧ ГГ, спектр спотворень яких одразу йде в ультразвук, а також при конструюванні ГГ не для Hi-Fi. КНИ ГГ з мембранним ефектом та рівність АЧХ АС з ними сильно залежать від моди мембрани. На нульовій моді, коли вся поверхня З тремтить як би сама собі в такт, Hi-Fi до середнього включно можна досягти і на НЧ, див. далі.

Примітка:частота, на якій ГГ переходить з «поршня на мембрану», а також зміна мембранної моди (не зростання вона завжди цілочисленна) істотно залежать від діаметра дифузора. Чим він більший, тим нижчий за частотою і сильніший динамік починає «мембранити».

Вуфери

Високоякісні поршневі НЧ ГГ (просто – «поршня»; англійською woofers, гавкаючі) роблять із відносно невеликим, товстим, важким і жорстким дифузором з антиакустики на дуже м'якому латексному підвісі, див. поз 1 на рис. Тоді Fр виявляється нижче 40 Гц і навіть нижче 30-20 Гц, а Q<0,7. В мембранном режиме поршневые ГГ способны работать до частот 7-8 кГц на нулевой-первой модах.

Періоди хвиль НЧ довгі, весь цей час дифузор у поршневому режимі повинен рухатися з прискоренням, тому хід дифузора робиться довгим. НЧ без акустичного оформлення не відтворюються, але воно завжди тією чи іншою мірою замкнуте, ізольоване від вільного простору. Тому дифузору доводиться працювати з великою масою т. зв. приєднаного повітря, для «розгойдування» якої потрібно значне зусилля (чому поршневі ГГ іноді називають компресійними), так само як і для прискореного переміщення важкого дифузора з малою добротністю. З цих причин магнітну систему поршневої ГГ доводиться робити дуже потужною.

Попри всі хитрощі, віддача поршневих ГГ мала, т.к. розвивати велике прискорення на довгих хвилях НЧ дифузору не можна: пружності повітря не вистачить, щоб прийняти енергію, що віддається. Він розтечеться убік, а динамік піде в замикання. Щоб підвищити віддачу та плавність ходу рухомої системи (для зменшення КНД на великих рівнях потужності), конструктори пускаються у всі тяжкі – застосовують магнітні системи диференціальні, з напіврозсіюванням та ін екзотику. КНІ додатково знижують, заповнюючи магнітний зазор невисихаючою реологічною рідиною. У результаті найкращі сучасні «поршня» досягають динамічного діапазону в 92-95 дБ, причому КНІ на номінальній потужності вбирається у 0,25%, але в пікової – 1%. Все це дуже добре, але ціни – мама, не журись! $1000 за пару з дифмагнітами та реозаливкою для домашньої акустики підібраних по віддачі, резонансній частоті та гнучкості рухомої системи це ще не межа.

Примітка:НЧ ГГ з реологічним заповненням магнітного зазору придатні лише НЧ ланки 3-полосных АС, т.к. зовсім не здатні працювати у мембранному режимі.

Є у поршневих ГГ ще одна серйозна вада: без сильного акустичного демпфування вони можуть механічно зруйнуватися. Знов-таки, просто: за поршневим динаміком має бути слабко пов'язана з вільним простором свого роду повітряна подушка. Інакше дифузор на піку зірве з підвісу і він вилетить назовні разом із котушкою. Тому ставити «поршня» можна не будь-яке акустичне оформлення, див. далі. Крім того, поршневі ГГ не зазнають примусового загальмовування ПС: котушка згоряє одразу. Але це вже рідкісний випадок, дифузори динаміків зазвичай не притримують рукою і сірники їм в магнітний зазор не вставляють.

Умільцям на замітку

Відомий «народний» спосіб підвищити віддачу поршневих ГГ: до штатної магнітної системи з тилу, нічого не переробляючи в динаміці, міцно прикріплюють додатковий кільцевий магніт стороною, що відштовхується. Саме котра відштовхується, інакше при подачі сигналу котушку відразу відірве від дифузора. Перемотати динамік можна, але дуже складно. І ще ніколи ніде жоден динамік від перемотування не став кращим або хоча б залишився таким, як був.

Але мова взагалі не про те. Ентузіасти даної доробки стверджують, що поле зовнішнього магніту концентрує штатне поле біля котушки, від чого зростає прискорення ПС і віддача. Це вірно, але Hi-Fi ГГ це дуже точно збалансована система. Віддача справді трохи збільшується. Але КНІ на піку відразу «стрибає» так, що спотворення звуку стають добре чутні і недосвідченими слухачами. На номіналі звук може стати навіть чистішим, але без динаміки Hi-Fi вже на хайфай.

Ведучі

Так англійською (managers) називаються СЧ РР, т.к. саме на СЧ припадає переважна частина смислового навантаження музичного опусу. Вимоги до СЧ ГГ для Hi-Fi багато м'якше, тому більшу їх частину роблять традиційної конструкції з великим дифузором, відлитим з целюлозної маси разом з підвісом, поз. 2. Відгуки про СЧ ГГ купольних та з металевими дифузорами суперечливі. Превалює в основному тон, мовляв, жорсткувати звук. Любителі класики скаржаться, що смичкові від динаміків «не паперових» верещать. Звук СЧ ГГ із пластиковими дифузорами майже всі визнають тьмяним і водночас жорстким.

Хід дифузора СЧ РР роблять коротким, т.к. його діаметр порівняти з довжинами хвиль СЧ і передача енергії повітря не скрутна. Для збільшення згасання пружних хвиль в дифузорі і, соотв., Зменшення НІ разом з розширенням динамічного діапазону масу для виливки дифузора Hi-Fi СЧ ГГ додають дрібно нарізані волокна шовку, тоді динамік майже в усьому діапазоні СЧ працює в поршневому режимі. В результаті застосування цих заходів динаміка сучасних СЧ ГГ середнього цінового рівня виявляється не гіршою за 70 дБ, а КНД на номіналі не вище 1,5%, чого цілком достатньо для високого Hi-Fi у міській квартирі.

Примітка:шовк додають у матеріал дифузора багатьох хороших динаміків, це універсальний спосіб знизити КНИ.

Чирикалки

По-нашому – пищалки. Як ви вже здогадалися, це tweeters, ВЧ РР. Пишеться з одним t, це назва соцмережі для пліток. Зробити гарну «їжачку» із сучасних матеріалів було б взагалі просто (спектр НІ відразу йде в ультразвук), якби не одна обставина – діаметр випромінювача майже в усьому діапазоні ВЧ виявляється того ж порядку або менше довжини хвилі. Через це можлива інтерференція на випромінювачі внаслідок поширення в ньому пружних хвиль. Щоб не дати їм «зачіпки» для випромінювання в повітря абияк, дифузор/купол ВЧ ГГ повинен бути якомога гладкішим, з цією метою куполи роблять з металізованого пластику (він краще поглинає пружні хвилі), а металеві куполи полірують.

Критерій вибору ВЧ ГГ зазначений вище: купольні універсальні, а шанувальникам класики, які вимагають обов'язково «співають» м'яких верхів, більше підійдуть дифузорні. Ці краще брати еліптичні та ставити в АС, орієнтуючи їх довгу вісь вертикально. Тоді ДН динаміка в горизонтальній площині буде ширшою, а зона стерео більшою. Ще у продажу є ВЧ ГГ із вбудованим рупором. Їх потужність можна приймати 0,15-0,2 від потужності НЧ ланки. Щодо технічних якісних показників, то будь-яка ВЧ ГГ придатна для Hi-Fi будь-якого рівня, аби за потужністю підходила.

Ширики

Це просторічне прізвисько широкосмугових ГГ (ГГШ), що не потребують розфільтрування частотних каналів АС. Випромінювач простий ГГШ із загальним збудженням складається з НЧ-СЧ дифузора та жорстко пов'язаного з ним ВЧ конуса, поз. 3. Це т. зв. коаксіальний випромінювач, через що ГГШ називають ще коаксіальними динаміками або просто коаксіалами.

Ідея ГГШ – віддати мембранний режим ВЧ конусу, де він особливо не нашкодить, а дифузор на НЧ та внизу СЧ нехай працює «на поршні», для чого НЧ-СЧ дифузор гофрують упоперек. Так робляться широкосмугові ГГ для початкового, іноді середнього Hi-Fi, напр. згадуваний 10ГД-36К (10ГДШ-1).

Перші ГГШ із ВЧ конусом пішли у продаж на початку 50-х, але домінуючого положення на ринку так і не досягли. Причина – схильність до перехідних спотворень та затягування атаки звуку від того, що конус від поштовхів дифузора бовтається та хлябається. Слухати, як Мігель Рамос грає на електрооргані «Хаммонд», через коаксіал з конусом нестерпно обтяжливо.

Коаксіальні ГГШ з роздільним збудженням НЧ-СЧ та ВЧ випромінювачів, поз. 4, цього недоліку позбавлені. Вони ВЧ ланка наводиться у рух окремою котушкою від її власної магнітної системи. Гільза ВЧ котушки проходить крізь котушку НЧ-СЧ. ПС та магнітні системи розташовані коаксіально, тобто. по одній осі.

ГГШ з роздільним збудженням на НЧ за всіма техпараметрами і суб'єктивним оцінкам звуку не поступаються поршневим ГГ. На сучасних коаксіальних динаміках можна будувати дуже компактні АС. Недолік – ціна. Коаксіал для високого Hi-Fi обходиться, як правило, дорожче за комплект НЧ-СЧ + ВЧ, хоча і дешевше НЧ, СЧ і ВЧ ГГ для 3-смугової АС.

Авто

Автомобільні динаміки формально ставляться також до коаксіальних, але насправді це 2-3 окремих ГГ в одному корпусі. ВЧ (іноді і СЧ) РР підвішуються перед дифузором НЧ РР на кронштейні, див. праворуч на рис. на початку. Розфільтрування завжди вбудована, тобто. на корпусі всього 2 клеми для підключення дротів.

Завдання у автодинаміків специфічне: перш за все «перекричати» шуми в салоні автомобіля, тому їх конструктори з мембранним ефектом особливо не борються. Але динамічний діапазон автодинамікам з тієї ж причини потрібен широкий, не менше 70 дБ, а їх дифузори роблять обов'язково з шовком або застосовують ін.

Як наслідок – автодинаміки в принципі придатні для Hi-Fi до середнього включно, якщо підібрати до них відповідне акустичне оформлення. У всі АС, описані далі, можна ставити автодинаміки відповідного розміру та потужності, тоді не потрібні будуть виріз під ВЧ ГГ та розфільтрування. Одна умова: штатні клеми із затискачами потрібно дуже акуратно видалити і поставити замість них ламелі під розпаювання. Колонки з автомобільних динаміків сучасної розробки дозволяють слухати гарний джаз, рок, навіть окремі твори симфонічної музики та багато – камерної. Скрипкові квартети Моцарта вони, звичайно, не потягнуті, але ж такі динамічні і наповнені змістом опуси слухають мало хто. Обійдеться ж пара автодинаміків у кілька разів, до 5 разів, дешевше, ніж 2 комплекти ГГ із компонентами фільтрів для 2-смугової АС.

Жваві

Friskers, від frisky, так американські радіоаматори прозвали малогабаритні ГГ малої потужності з дуже тонким та легким дифузором, по-перше, за високу віддачу – пара «швидких» по 2-3 Вт озвучує кімнату в 20 кв. м. По-друге – за жорсткий звук: «швидкі» працюють лише в мембранному режимі.

Виробники і продавці «швидкі» у спеціальний клас не виділяють, т.к. вони, за ідеєю, не Hi-Fi. Динамік як динамік, у будь-якому китайському радіо чи дешевих комп'ютерних колонках такі. Однак на "швидких" можна зробити хороші колонки для комп'ютера, що забезпечують Hi-Fi до середнього включно на околиці робочого столу.

Справа в тому, що «швидкі» здатні відтворювати весь звуковий діапазон, потрібно лише зменшити їх КНІ та згладити АЧХ. Перше досягається добавкою шовку в дифузор, тут необхідно орієнтуватися за виробником та його (не торговим!) специфікаціям. Напр., всі РР канадської фірми Edifier з шовком. До речі, Edifier - французьке слово і читається "едіф'є", а не "ідіфайєр" на англійський манер.

Рівняють АЧХ «швидких» подвійно. Дрібні сплески/провали прибирає вже шовк, а пагорби та западини більше усувають акустичним оформленням з вільним виходом в атмосферу та демпфуючою передкамерою, див. рис; приклад такої АС див.

Акустика

Навіщо взагалі потрібне акустичне оформлення? На НЧ розміри випромінювача звуку дуже малі порівняно із довжиною звукової хвилі. Якщо просто покласти динамік на стіл, хвилі від фронтальної та тильної поверхонь дифузора відразу зійдуться в протифазі, погасять один одного, і басів взагалі чути не буде. Це називається акустичним коротким замиканням. Просто заглушити динамік з тилу на НЧ не можна: дифузору доведеться сильно стискати малий об'єм повітря, через що частота резонансу ПС «стрибне» так високо, що динамік просто не зможе відтворити баси. Звідси випливає головне завдання будь-якого акустичного оформлення: або погасити випромінювання від тильного боку ГГ, або перевернути його на 180 градусів й у фазі перевипромінюти з фронту АС, не допускаючи водночас витрати енергії руху дифузора на термодинаміку, тобто. на стиск-розширення повітря у корпусі АС. Додаткове завдання – наскільки можна сформувати на виході АС сферичну звукову хвилю, т.к. в цьому випадку зона стереоефекту найбільш широка і глибока, а вплив акустики приміщення на звучання АС найменший.

Примітка, важливий наслідок:для кожного корпусу АС конкретного обсягу з певним акустичним оформленням є оптимальний діапазон потужностей збудження. Якщо потужність З мала, він не розкачає акустику, звук буде тьмяний, спотворений, особливо на НЧ. Надмірно потужний ГГ піде в термодинаміку, через що почнуться замикання.

Призначення корпусу АС з акустичним оформленням – забезпечити якнайкраще відтворення НЧ. Міцність, стійкість, зовнішній вигляд само собою. Акустично домашні АС оформляються у вигляді щита (динаміки, вбудовані в меблі та будівельні конструкції), відкритої скриньки, відкритої скриньки з панеллю акустичного опору (ПАС), закритої скриньки нормального або зменшеного об'єму (малогабаритні акустичні системи, МАС), фазоінвертора пасивного випромінювача (ПІ), рупорів прямого та зворотного, чвертьхвильового (ЧВ) та напівхвильового (ПВ) лабіринтів.

Вбудована акустика – предмет особливого обговорення. Відкриті ящики з епохи лампових радіол, отримати від них у квартирі прийнятне стерео неможливо. З інших початківцям для першої своєї АС найкраще зупинити вибір на ПВ лабіринті:

• На відміну від інших, крім ФІ та ПІ, ПВ лабіринт дозволяє покращити баси на частотах нижче за власну резонансну частоту динаміка НЧ.
• Порівняно з ФІ ПВ лабіринт конструктивно та в налаштуванні нескладний.
• Порівняно з ПІ ПВ лабіринт не вимагає дорогих додаткових покупних компонентів.
• Колінчастий ПВ лабіринт (див. нижче) створює ГГ достатнє акустичне навантаження, маючи в той же час вільний зв'язок з атмосферою, що дає можливість застосовувати НЧ ГГ і з довгим, і з коротким перебігом дифузора. Аж до заміни у вже побудованих АС. Зрозуміло, лише парою. Випромінена хвиля у такому разі буде практично сферичною.
• На відміну від усіх, крім закритого ящика та ЧВ лабіринту, акустична колонка з ПВ лабіринтом здатна згладити АЧХ НЧ МР.
• АС з ПВ лабіринтом конструктивно легко витягуються у високу тонку колону, що полегшує їхнє розміщення в невеликих приміщеннях.

Щодо передостаннього пункту – ви здивовані, якщо досвідчений? Вважайте це одним із обіцяних одкровень. І див. нижче.

ПВ лабіринт

Лабіринтними часто вважають акустичне оформлення типу глибока щілина (Deep Slot, різновид ПВ лабіринту), поз. 1 на рис., і згортковий зворотний рупор (поз. 2). Рупорів ми ще торкнемося, а щодо глибокої щілини, то це фактично ПАС, акустичний затвор, що забезпечує вільний зв'язок з атмосферою, але не випускає назовні звук: глибина щілини – чверть довжини хвилі частоти її налаштування. У цьому легко переконатися, вимірявши за допомогою гостронаправленого мікрофона рівні звуку перед фронтом динаміка і в розкриві щілини. Резонанс на кратних частотах пригнічується вистиланням щілини звукопоглиначем. АС з глибокою щілиною теж демпфує будь-які динаміки, але підвищує їхню резонансну частоту, хоча й менше, ніж закритий ящик.

Вихідний елемент ПВ лабіринту – відкрита напівхвильова труба, поз. 3. Як акустичне оформлення вона непридатна: поки хвиля з тилу дістанеться фронту, її фаза перевернеться ще на 180 градусів, і вийде все те ж акустичне коротке замикання. На АЧХ ПВ труба пропонує високий різкий пік, що викликає замикання ГГ на частоті налаштування Fн. Але що важливо – Fн і частота власного резонансу ГГ f (яка вище – Fр) теоретично ніяк між собою пов'язані, тобто. можна розраховувати поліпшення басів нижче f (Fр).

Найпростіший спосіб перетворити трубу на лабіринт – перегнути її навпіл, поз. 4. Не лише сфазує фронт з тилом, а й згладить резонансний пік, т.к. шляхи хвиль у трубі тепер будуть різні за довжиною. Таким способом в принципі можна згладити АЧХ до будь-якого заздалегідь заданого ступеня рівності, нарощуючи кількість колін (воно має бути непарним), але на ділі використовувати більше 3-х колін виходить дуже рідко - заважає згасання хвилі в трубі.

У камерному ПВ лабіринті (поз. 5) коліна розбиті т.зв. резонатори Гельмгольца - порожнини, що звужуються до заднього кінця порожнини. Це покращує демпфування ГГ, згладжує АЧХ, зменшує втрати у лабіринті і підвищує ефективність випромінювання, т.к. тильне вихідне вікно (порт) лабіринту завжди працює з підпором з боку останньої камери. Розмістивши камери на проміжні резонатори, поз. 6, можна з дифузорною ГГ домогтися АЧХ, що майже задовольняє вимоги абсолютного Hi-Fi, але налаштування кожної з пари таких АС вимагає десь від півроку (!) праці досвідченого фахівця. Колись у якомусь вузькому колі лабіринтно-камерну АС з поділом камер прозвали кремоною, з натяком на унікальні скрипки італійських майстрів.

Насправді для отримання АЧХ під високий Hi-Fi виявляється достатньо пари камер на коліно. Креслення АС такої конструкції дано на рис; ліворуч – російської розробки, праворуч – іспанської. Та й інша – дуже хороша акустика для підлоги. "Для повного щастя" росіянці не завадило б запозичити і іспанки зв'язку жорсткості, що підтримують перегородку (букові палички діаметром 10 мм), а натомість дати згладжування згину труби.

В обох цих АС проявляється ще одна корисна властивість камерного лабіринту: його акустична довжина більша за геометричну, т.к. звук трохи затримується у кожній камері, перш ніж пройде далі. За геометрією ці лабіринти налаштовані десь на 85 Гц, але виміри показують 63 Гц. Реально нижня межа частотного діапазону виявляється 37-45 Гц, залежно від типу НЧ ГГ. Якщо динаміки з розфільтруванням від S-30B переставити в такі корпуси, звук змінюється разюче. В кращу сторону.

Діапазон потужностей збудження для даних АС – 20-80 Вт пікових. Звуковбирна вистилка там і там – синтепон 5-10 мм. Налаштування не завжди необхідне і нескладне: якщо бас глухуватий, порт симетрично з обох боків прикривають шматочками пінопласту до отримання оптимального звучання. Робити це потрібно не поспішаючи, щоразу прослуховуючи по 10-15 хв один і той же відрізок фонограми. У ньому обов'язково мають бути сильні СЧ із крутою атакою (контроль СЧ!), напр., скрипка.

Jet Flow

Камерний лабіринт успішно поєднується зі звичайним звивистим. Приклад - настільна акустична система Jet Flow (реактивний потік) розробки американських радіоаматорів, що в 70-х справжній фурор, див. рис. праворуч. Ширина корпусу всередині – 150-250 мм під динаміки 120-220 мм, в т.ч. «швидкі» та автодинаміки. Матеріал корпусу – сосна, ялина, МДФ. Звукопоглинаюча вистилка та налаштування не потрібні. Діапазон потужностей збудження – 5-30 Вт пікових.

Примітка:з Jet Flow зараз плутанина - під тим же брендом йдуть у продаж струменеві випромінювачі звуку.

Для жвавих та комп'ютера

Згладити АЧХ автодинаміків і «швидких» можна і в звичайному звивистому лабіринті, влаштувавши перед входом до нього компресійну демпфуючу (не резонуючу!) Предкамеру, позначена K на рис. нижче.

Ця міні-акустика призначена для ПК замість старої дешевої. Динаміки використовуються самі, але як вони звучати починають – просто дивно. Якщо дифузор з шовком, інакше немає сенсу город городити. Додаткова перевага - циліндричний корпус, на якому інтерференція СЧ близька до мінімальної, менше вона тільки на сферичному корпусі. Робоче положення – з нахилом уперед-нагору (АС – звуковий прожектор). Потужність порушення – 0,6-3 Вт номінальних. Складання проводиться в слід. порядку (клей - ПВА):

• На подітий. 9 клеять пиловий фільтр (можна використовувати уривки капронових колготок);
• Діти. 8 та 9 обклеюють синтепоном (позначено жовтим на рис.);
• Збирають пакет перегородок на стяжці та проставках;
• Вклеюють синтепонові кільця, позначені зеленим;
• Пакет обертають, проклеюючи, ватманом до товщини стінок 8 мм;
• Обрізають корпус розміром і обклеюють передкамеру (виділено червоним);
• Вклеюють подітий. 3;
• Після повного просушування шкурять, фарбують, роблять підставку, монтують динамік. Проводи до нього проходять за вигинами лабіринту.

Про рупори

У рупорних АС висока віддача (згадайте, навіщо він взагалі рупор-то). Стара 10ГДШ-1 через рупор репетує так, що вуха в'януть, а сусіди «щасливі саме не можу», чому рупорами багато хто і захоплюються. У домашніх АС використовуються звивисті рупори як менш громіздкі. Зворотний рупор збуджується тильним випромінюванням ГГ і з ПВ лабіринтом подібний до того, що повертає фазу хвилі на 180 градусів. Але в іншому:

1. Конструктивно та технологічно набагато складніше, див. рис. нижче.
2. Чи не покращує, а навпаки, псує АЧХ АС, т.к. АЧХ будь-якого рупора нерівномірна і рупор перестав бути резонуючої системою, тобто. виправити його АЧХ не можна у принципі.
3. Випромінювання з порту рупора суттєво спрямоване, а хвиля його скоріше плоска, ніж сферична, тож гарного стереоефекту чекати не доводиться.
4. Не створює значного акустичного навантаження ГГ і водночас вимагає значної потужності для збудження (ще згадаємо – чи шепочуть у переговорний рупор). Динамічний діапазон рупорних АС можна витягнути в кращому випадку до базового Hi-Fi, і у поршневих динаміків з дуже м'яким підвісом (отже хороших і дорогих) дифузор при установці ГГ в рупор виривається дуже не рідко.
5. Дає призвуків більше іншого типу акустичного оформлення.

Корпус

Корпус для динаміків найкраще збирати на букових шкантах та клею ПВА, його плівка зберігає демпфуючі властивості довгі роки. Для складання одну з боковин кладуть на підлогу, ставлять днище, кришку, передню та задню стінку, перегородки, див. рис. праворуч, і накривають іншою боковиною. Якщо зовнішні поверхні йдуть під остаточне оздоблення, можна використовувати сталевий кріплення, але обов'язково з проклеюванням та герметизацією (пластилін, силікон) не клейових швів.

Набагато більшого значення для якості звучання має вибір матеріалу корпусу. Ідеальний варіант - музична ялина без сучків (вони джерело призвуків), але знайти її великі дошки для АС нереально, адже ялинки дуже сукуваті дерева. Щодо пластикових корпусів АС, то вони добре звучать тільки промислового виробництва цільнолиті, а аматорські саморобки із прозорого полікарбонату та ін. це засоби самовираження, а не акустика. Скажуть вам, що така добре звучить – попросіть увімкнути, послухайте і повірте своїм вухам.

Взагалі з натуральними дерев'яними матеріалами для АС туго: прямошарова сосна без дефектів дорога, а інші доступні будівельні та меблеві породи дають призвуки. Найкраще використовувати МДФ. Згадана вище Edifier давно вже повністю перейшла на неї. Придатність іншого дерева для АС можна визначити слід. чином:

1. Тест проводиться в тихому приміщенні, в якому потрібно попередньо пробути в тиші від півгодини;
2. Відрізок дошки завдовжки прибл. 0,5 м кладуть на призми з відрізків сталевого куточка, покладені з відривом 40-45 див друг від друга;
3. Кісткою зігнутого пальця стукають прим. в 10 см від будь-якої із призм;
4. Повторюють простукування точно центром дошки.

Якщо в обох випадках найменшого дзвону не чути, придатний матеріал. Тим краще, що м'якше, глуше і коротше звук. За результатами такого тесту можна зробити хороші АС навіть із ДСП чи ламінату, див. відео нижче.

На перший погляд самостійно виготовити стовпчики досить просто. Однак це є оманою. Насамперед слід зазначити, що моделі виготовляються з різними елементами. Залежно від них параметри пристрою та якість звучання будуть різними.

До комп'ютерних колонок висуваються спеціальні вимоги. Також самостійно можна виготовити модель для машини чи студії. У цьому випадку дуже важливо дотримуватись інструкції. Насамперед для складання колонок слід розглянути стандартну схему моделі.

Схема колонок

Схема колонки включає динаміки, накладки, дифузор і кросовер. У потужних моделей використовується спеціальний фазоінвертор. Підсилювачі можуть встановлюватися з польовими або комутуючими транзисторами. З метою покращення якості звучання застосовуються конденсатори. Вуфер підбирається із підсилювачем. Динамічна головка має кріпитися на ущільнювач.

Моделі з одним динаміком

Колонки з одним динаміком дуже поширені. Щоб зібрати модель, доведеться насамперед зайнятися корпусом. Для цього часто використовується фанера. Наприкінці роботи її доведеться обшити. Однак насамперед слід виготовити бічні стійки. Для цієї мети доведеться скористатися лобзиком. можна підібрати невелику потужність.

Внутрішня сторона фанери обов'язково прошивається віброізоляційною стрічкою. Після закріплення динаміка фіксується ущільнювач. Для цього він використовується клей. Далі залишиться лише прикріпити дифузор. Деякі для нього виготовляють окрему полицю і фіксують шурупами, що стогують. Щоб підключити динамік до штекеру, встановлюється клемник. Як увімкнути колонки? З цією метою використовується кабель від клемника, який має вести до джерела живлення.

Креслення моделі на два динаміки

Колонки на два динаміки можна виготовити для дому чи машини. Якщо розглядати перший варіант, дифузор буде потрібно імпульсного типу. Насамперед для складання підбирається міцна фанера. Наступним кроком вирізається нижня стійка. Моделі з ніжками трапляються дуже рідко. Для покриття шпону можна використовувати звичайний лак. Віброізоляційну стрічку на передню стійку не потрібно клеїти. Дифузор кріпиться під динаміком. Щоб зробити отвір на панелі, потрібно скористатися лобзиком. Фазоінвертор фіксується у задній стінці. Деякі виготовляють пристрої із горизонтальним розташуванням динаміків. У цьому випадку дифузор перебуватиме у верхній частині конструкції. Проводи для колонок використовуються двожильного типу.

Пристрої з трьома динаміками

Колонки (саморобні) з трьома динаміками зустрічаються дуже рідко. Дані пристрої найбільше підходять багатоканального типу. Для складання моделі насамперед підбираються листи фанери. Деякі також рекомендують використовувати шпони. Проте моделі із натурального дерева коштують на ринку досить дорого. Динаміки слід встановлювати у горизонтальному положенні. Також до пристрою знадобиться підсилювач.

Для фіксації використовуються металеві куточки. Для з'єднання пластин знадобляться шурупи, що стягують. У деяких випадках пластини кріпляться клеєм. Далі модель доведеться частково обтягнути шкірозамінником. Наступним етапом встановлюється клемник. З метою його фіксації на корпусі потрібно зробити окремий отвір. Також важливо відзначити з регуляторами. Мікросхеми їм застосовуються конденсаторного типу. Коли фонять колонки, потрібно міняти дифузор.

Студійні пристрої

Креслення колонок для студій передбачають використання потужних динаміків. Дифузор найчастіше застосовується імпульсного типу. Багато фахівців рекомендують встановлювати два підсилювачі. Для нормальної роботи потрібен стабілітрон.

З метою самостійного складання колонок насамперед виготовляється корпус. На передній панелі для динаміків робляться круглі отвори. Також знадобиться окремий вихід для фазоінвертора. За оформленням колонки досить сильно відрізняються. Деякі вважають за краще поверхню корпусу покривати лаком. Однак є моделі, обтягнуті шкірою.

Моделі для комп'ютерів

Колонки для комп'ютерів часто роблять один динамік. Для складання моделі підбираються листи шпону невеликої товщини. На передній панелі вирізається отвір динаміка. Фазоінвертор повинен розташовуватись у задній частині корпусу. Якщо розглядати моделі невеликої потужності, підсилювач можна використовувати без резистора.

Для регулювання гучності колонок застосовуються спеціальні кросовери. Дані елементи дозволяється встановлювати на фазоінвертор. Якщо розглядати пристрої з потужністю понад 100 Вт, підсилювачі можна брати тільки з резисторами. Деякі моделі підбирають імпульсні дифузори. Наприкінці роботи завжди встановлюється клемник.

Автомобільні модифікації

Випускаються на два чи три динаміки. Для самостійного збирання моделі знадобляться листи фанери. У деяких випадках використовується шпон, покритий лаком. Щоб зафіксувати динамік, потрібно зробити отвір на панелі. Наступним кроком встановлюється фазоінвертор. Деякі модифікації виготовляються з низькочастотними осердями. Якщо розглядати колонки (саморобні) невеликої потужності, фазоінвертор дозволяється встановлювати без підсилювача.

У разі для регулювання звуком використовується багатоканальний кросовер. Деякі фахівці клемники встановлюють за фазоінвертором. Якщо розглядати колонки з потужністю понад 50 Вт, то мікросхеми застосовуються на два підсилювачі. Дифузор стандартно встановлюється імпульсного типу. Перед скріпленням корпусу важливо подбати про віброізоляційний шар. Для клемника на пластині потрібно зробити окремий отвір. Деякі вважають, що корпус обов'язково слід зачистити. Провід для колонок підійдуть двожильного типу.

Колонки з відкритим корпусом

Переносні стовпчики з відкритим корпусом зробити досить просто. Найчастіше вони виготовляються з одним динаміком. На задній панелі пристрою роблять отвори дрилем. Безпосередньо пластини з'єднуються шурупами, що стягують. Дифузор для таких пристроїв підходить для імпульсного типу. Фазоінвертори часто встановлюються одним підсилювачем. Якщо розглядати потужні переносні колонки, то вони застосовують резисторний кросовер. Кріпиться він за фазоінвертором. Багато фахівців рекомендують динаміки встановлювати на ущільнювачі.

Пристрої із закритим корпусом

Колонки (саморобні) із закритим корпусом вважаються найпоширенішими. Багато фахівців вважають, що за якістю звучання вони найкращі. Фазоінвертори для пристроїв підходять для оперативного типу. Вуфери встановлюються в отвори. З метою збирання корпусу підійдуть звичайні листи із фанери. Також важливо відзначити, що є модифікації із сердечниками. Якщо розглядати колонки великої потужності, то клемники встановлюються у нижній частині корпусу. За оформленням моделі досить сильно відрізняються.

Моделі на 20 Вт

Зібрати стовпчики на 20 В досить просто. Насамперед фахівці рекомендують заготовити шість листів шпону. Покривати лаком їх слід наприкінці роботи. Починати складання доцільніше з встановлення динаміків. Фазоінвертор використається імпульсного типу. У деяких випадках він встановлюється на підкладках. Також фахівці рекомендують підкладати ущільнювачі з гуми.

Живлення колонок забезпечується через клемник. Кріпиться він у задній панелі. Фазоінвертор може встановлюватись як з підсилювачем, так і без нього. Якщо розглядати перший варіант, то осердя підбирається фазового типу. У разі вуфер можна використовувати. Якщо розглядати колонки без підсилювача, то вони використовують кросовер. Наприкінці роботи важливо зачистити корпус та покрити його лаком.

Пристрої на 50 Вт

Колонки (саморобні) на 50 Вт підійдуть для звичайних акустичних програвачів. В даному випадку корпус можна зробити із звичайної фанери. Багато фахівців також рекомендують використовувати шпон із натурального дерева. Однак важливо відзначити, що він боїться підвищеної вологості.

Після вибору матеріалу слід зайнятися динаміками. Встановлюватися вони повинні поруч із фазоінвертором. В даному випадку без підсилювача не обійтись. Багато експертів рекомендують підбирати лише низькочастотні кросовери. Якщо розглядати модифікації з регулятором, то вони використовують імпульсний дифузор. Клемник у разі встановлюється в останню чергу. Для оформлення колонок завжди можна використовувати шкірозамінник. Найпростішим варіантом вважається покриття поверхні лаком.

Колонки потужністю 100 Вт

В даному випадку фазоінвертор береться тільки імпульсного типу. Також важливо відзначити, що підсилювач встановлюється із кросовером. Багато експертів рекомендують для збирання корпусу використовувати шпон. Вуфер доцільніше встановлювати на підкладці.

Розрахунок кросовера для акустики75

Розрахунок кросовера для акустики, як відомо, дуже важлива операція. На світі немає ідеальних акустичних систем, здатних відтворювати частотний діапазон повністю.
І тоді на допомогу приходять окремі ділянки діапазону динаміків. Наприклад, якщо треба відтворювати НЧ, застосовують сабвуфер, а щоб відтворити ВЧ, встановлюють мідбаси.
Коли всі ці динаміки разом узяті починають грати, то може статися плутанина перед надходженням на той чи інший випромінювач. Тому і необхідний буває активний або пасивний кросовер для акустики.
У цій статті ми дізнаємося, для чого потрібен розрахунок фільтра, розглянемо пасивні кросовери, дізнаємось, як вони будуються на котушках індуктивності та конденсаторах.

Розрахунок кросовера

Щоб підключити 2-смугову(див.) або іншу акустику з великою кількістю смуг до 1 каналу підсилювача або ГУ, потрібен окремий пристрій, що розділяє сигнал. При цьому воно має виділяти для кожної лінії свої частоти. Саме такі пристрої називаються фільтрами або кросоверами.

Примітка. У комплекті з компонентною акустикою, як правило, уже пасивний кросовер. Його готував виробник, і він розрахований вже спочатку.

Але що робити, якщо необхідно розділити частоти за іншою схемою (наприклад, якщо комплект акустики зібраний з окремих компонентів)?
Відзначимо відразу, що розрахувати кросовер зовсім не складно і навіть можна самостійно виготовити його.

Нижче наводиться інструкція про те, як розрахувати кросовер:

• Завантажуємо спеціальну програму. Це може бути Crossover Elements Calculator на комп'ютері;

• Вводимо опори низькочастотного та високочастотного динаміків. Опір - це номінальне значення опору акустики, що виражається в Ом. Як правило, середнім значенням є 4 Ом;
• Вводимо частоту розділу кросовера. Тут корисно знати, що частоту треба вводити в Гц, але в жодному разі не в кГц.

Примітка. Якщо кросовер другого порядку, треба ще запровадити тип кросовера.

• Отримати очікуваний результат можна, натиснувши кнопку розрахунку.

Крім того, треба знати таке:

• Місткість конденсаторів, а точніше їх значення вводиться у Фарадах;
• Індуктивність розраховується у Генрі (mH).

Схема розрахунку фільтра виглядає приблизно так:

Фільтри різного порядку

Щоб чітко розуміти схему розрахунку кросовера, потрібно розуміти різницю між фільтрами різного порядку. Про це й йтиметься нижче.

Примітка. Існує кілька порядків кросовера. У разі порядок означає параметр кросовера, який характеризує його здатність послаблювати непотрібні частотні сигнали.

Перший порядок

Схема 2-х смугового кросовера цього порядку виглядає так:

За схемою видно, що ФНЧ чи фільтр низьких частот побудований на котушці індуктивності, а фільтр високих частот – на конденсаторі.

Примітка. Такий вибір компонентів невипадковий, оскільки опір котушки індуктивності підвищується прямо пропорційно збільшенню частоти. А от щодо конденсатора, то тут назад пропорційно. Виходить, що така котушка відмінно пропускає НЧ, а конденсатор відповідає за пропуск ВЧ. Все просто та оригінально.

Слід також знати, що кросовери першого порядку, а точніше їх номінал, залежить від обраної частоти поділу та величини опору колонки. Проектуючи ФНЧ, треба насамперед звернути увагу до частоту зрізу НЧ і СЧ динаміків(див.).
А ось проектуючи ФВЧ, треба так поступити вже з ВЧ.

Пасивний кросовер

Найбільш доступною сьогодні вважається саме пасивна фільтрація, оскільки вона порівняно проста у реалізації. З іншого боку, не все так просто.
Йдеться про такі недоліки:

• Узгодити параметри та значення фільтрів із характеристиками випромінювачів колонок дуже складна штука;
• У процесі експлуатації може спостерігатися нестабільність параметрів. Наприклад, якщо підвищиться опір звукової котушки при нагріванні. У зв'язку з цим значно погіршиться досягнуте у процесі розробки погодження;
• Фільтр, маючи внутрішній опір, забирає деяку частину вихідної потужності підсилювача. Водночас погіршується демпфування, але це позначається якості звучання і чіткості передачі нижнього регістру.

Як відомо, на сьогоднішній день найпоширенішими акустичними системами вважаються 2-х компонентні варіанти.
У них фільтр поділяє звуковий сигнал на два діапазони:

• Перший діапазон призначається виключно для низьких та середніх частот. У цьому випадку використовується кросовер для нижніх частот або ФНЧ;
• Другий діапазон призначений для ВЧ. Тут використовується інший фільтр ФВЧ.

Примітка. Варіантів реалізації фільтра може бути кілька, але він має відповідати певним канонам.

Нижче наводиться список вимог, яким обов'язково має відповідати кросовер:

• Фільтр не повинен впливати на частотний спектр і хвилю аудіосигналу, що виходить;
• Повинен створювати для підсилювача, незалежне від частоти навантаження активного характеру;
• Повинен зуміти забезпечувати разом із акустичними системами формування діаграми спрямованості. Це має бути реалізоване так, щоб до слухача доходило максимум випромінювання.

Зі статті ми дізналися, як проводиться розрахунок кросовера акустичних систем своїми руками. У процесі робіт буде корисно вивчити схеми, подивитися відео огляд і фото - матеріали.
Якщо навчитися самостійно розраховувати фільтр, платити за послуги фахівцям не доведеться. Таким чином, ціна операції зводиться до мінімуму, адже треба лише докласти трохи терпіння та приділити деякий час вивченню.

3d моделі скачати безкоштовно stl