Застосування фанери у виготовленні акустичних систем. Як зробити корпус для акустичних колонок із фанери Акустика із фанери високої якості

собою звичайні рупорні гучномовці і не мали корпусу як такого. Все змінилося, коли у 20-х роках ХХ століття з'явилися динаміки з паперовими дифузорами.

Виробники почали виготовляти великі корпуси, які вміщали всю електроніку. Однак аж до 50-х років багато виробників аудіоапаратури не закривали корпуси колонок повністю - задня частина залишалася відкритою. Це було з необхідністю охолодження електронних компонентів на той час (лампове устаткування).

Камінь

Найчастіше використовуються мармур, граніт та сланець. Сланець - найкращий матеріал для виготовлення корпусів: з ним досить просто працювати через його структуру, і він ефективно поглинає вібрації. Головний недолік - необхідні спеціальні інструменти та навички обробки каменю. Щоб спростити роботу, можливо, має сенс виготовити з каменю тільки передню панель.

Варто відзначити, що для встановлення колонок з каменю на полицю, вам може знадобитися міні-кран, та й самі полиці повинні бути досить міцними: вага кам'яної аудіоколонки досягає 54 кг (для порівняння, колонка з ОСП важить близько 6 кілограмів). Такі корпуси серйозно покращують якість звуку, але їхня вартість може виявитися «непідйомною».

Колонки із цільного шматка каменю роблять хлопці з компанії Audiomasons. Корпуси вирізаються з вапняку і важать близько 18 кілограмів. За заявами розробників, звучання їхнього продукту припаде до смаку навіть найдосвідченішим меломанам.

Оргскло/скло

Можна зробити корпус для динаміків з прозорого матеріалу – це дійсно круто, коли видно «начинки» колонки. Тільки тут важливо пам'ятати, що без належної ізоляції звук буде жахливим. З іншого боку, якщо додати шар звукопоглинаючого матеріалу, прозорий корпус перестане бути прозорим.

Непоганим прикладом акустичної hi-end-апаратури зі скла може бути Crystal Cable Arabesque. Корпуси техніки Crystal Cable виготовляються в Німеччині зі смуг скла завтовшки 19 мм із шліфованими гранями. Деталі скріплюються між собою невидимим клеєм у вакуумній установці, щоб уникнути появи бульбашок повітря.

На виставці CES-2010, що проходила у Лас-Вегасі, оновлені Arabesque вибороли всі три нагороди в області Інновацій. «Досі жодному виробнику техніки не вдавалося досягти справжнього hi-end-звучання від акустики, виготовленої з такого складного матеріалу. – писали критики. – Компанія Crystal Cable довела, що це можливо.

Клеєна деревина/дерево

З дерева виходять хороші корпуси, проте тут потрібно враховувати важливий момент: дерево має властивість «дихати», тобто воно розширюється, якщо вологе повітря, і стискається, якщо повітря сухе.

Так як дерев'яний брусок проклеюється з усіх боків, у ньому створюється напруга, що може призвести до розтріскування деревини. І тут корпус втратить свої акустичні властивості.

Метал

Найчастіше для цього використовується алюміній, точніше – його сплави. Вони легкі та жорсткі. На думку низки фахівців, алюміній дозволяє зменшити резонанс та покращити передачу високих частот звукового спектру. Всі ці якості сприяють зростанню інтересу до алюмінію з боку фірм-виробників аудіоапаратури, та його використовують для виготовлення акустичних систем.

Існує думка, що виготовлення суцільнометалевого корпусу – не найкраща ідея. Однак варто зробити з алюмінію верхні і нижні панелі, а також перегородки жорсткості.

Під акустичним оформленням розуміється не прикраса АС різьбленням в античному стилі, хоча це і надасть АС неповторності, а вирішення проблем короткого акустичного замикання.
Справа в тому, що при русі дифузора з одного боку утворюється надлишковий тиск повітря, а з іншого повітря розряджений. Для виникнення звуку необхідно, щоб коливання повітря поширювалися в простір і досягли слухача, а в даному випадку повітря коливається навколо кошика динамічної голівки і звуковий тиск, що створюється ним, невеликий, особливо в області низьких частот:

Докладніше про принцип роботи динамічної головки ТУТ.
Способи розриву акустичного замикання називають акустичним оформленням і кожен з них покликаний утруднити проникнення повітря з одного боку дифузора на іншу.
Основних варіантів розриву короткого акустичного замикання кілька. Найпростіший – використання листового матеріалу в середині якого вирізано отвір під динамічну головку. Називається це акустичним екраном:

Трохи складніший спосіб - відкритий ящик, тобто. ящик без задньої стінки:

Обидва наведені вище способи мають занадто маленьку ефективність, тому практично не використовуються лише в тих випадках, коли "на безриб'я і рак - риба".
Набагато ефективніше використання закритого ящика, причому в таких АС особлива увага приділяється герметичності ящика - будь-яка щілина в ящику даватиме призвуки, оскільки в ящику виникає і досить великий тиск (коли дифузор йде всередину ящика), і досить велика розрядженість (коли дифузор переміщається) :

Наступним варіантом акустичного оформлення служить ящик із фазоінвертором:

У цьому випадку це прямокутний отвір розташований у строго обчисленому місці передньої панелі акустичної системи. Однак цей варіант може бути виконаний з використанням труби:

До плюсів даних варіантів відноситься підвищена віддача на частоті, яку розраховується фазоинвертор, основне призначення якого інвертувати, тобто. змінити фазу на протилежну. У результаті простір звук випромінюється як передньої частиною дифузора, а й задньої, фаза якого змінена фазоинвертором.
Більш складний варіант акустичного оформлення – акустичний лабіринт. Суть цього варіанта полягає в тому, що ходи всередині АС знаходяться таким чином, щоб на певній частоті виникає резонанс і як наслідок - велике збільшення віддачі на цій частоті. До розрахунку і точності виготовлення подібних систем слід відноситься дуже серйозно, оскільки велика ймовірність виникнення "стоячих" хвиль в лабіринті. В цьому випадку якість звучання буде навіть гіршою, ніж у варіанта з акустичним екраном:

Ще більшу віддачу на резонансній частоті дозволяє отримати рупорний варіант:

Відмінність рупорної АС від АС з лабіринтом полягає в тому, що спрямовуюча звукових хвиль у них змінюється за різними законами - рупорна або розширюється конусно по всій довжині або експоненті. Лабіринт може мати однакове вікно по всій довжині, може розширюватися або навпаки звужуватися, але завжди лінійно. Крім цього, у АС з лабіринтом у роботі беруть участь і фронтальна і тилова частина дифузора, а у рупорних може випромінювати як одна, так і обидві сторони.
Наступним варіантом виконання акустичного оформлення служить бандпас або смуговий резонатор:

Цей варіант відрізняється від усіх попередніх насамперед тим, що він випромінює лише на частоті резонансу і вимагає найсуворішого дотримання розрахункових розмірів.
Останні три варинти переважно розраховані використання низькочастотної динамічної головки, а попередні цілком придатні й у широкосмугової АС. Тому, якщо акустична система має крім НЧ динаміків інші, наприклад, СЧ і ВЧ, то врізати їх у корпус з НЧ динаміком не рекомендується.
У будь-якому випадку для розрахунку розмірів АС будуть потрібні характеристики динамічної головки, зокрема параметри Тіля-Смолла. Якщо цих даних немає, але перш ніж взятися за розрахунок розмірів корпусу АС, їх необхідно отримати. Опис методик отримання цих параметрів досить багато – достатньо скористатися будь-якою пошуковою машиною.
Зрозуміло, що це далеко не всі види акустичного оформлення – це найпопулярніші.
Розміри корпусу розраховуються з допомогою спеціальних програм до розрахунку корпусів АС. Знайти їх в інтернеті, а так само інструкцій, як ними користуватися, теж не проблематично.
При пректуванні АС слід врахувати деякі технологічні особливості - якщо лицьова панель, на якій встановлений динамік, буде утоплюватися корпуси, то потрібно виготовити додаткові ребра, в які власне і впиратиметься лицьова панель:

Якщо з ребрами не хочеться поратися, то можна зробити лицьову панель таким чином, щоб вона упиралася в боковини корпусу, що так само посилює зв'язок лицьової панелі та боковин:

Все це дасть лицьовій панелі додаткову, жорсткішу зв'язку з корпусом.
Так само варто забувати про способи кріплення динамічної головки до лицьової панелі та підводного каміння, з якими можна зіткнутися. Кріплення динаміка зовні найбільш переважно, оскільки механічно не послаблює конструктив, проте цей спосіб має на увазі зняття фаски по діаметру динамічної головки і притоплення динаміка всередину корпусу, щоб ВСІ випромінювачі, і НЧ, і СЧ, і ВЧ знаходилися на одній лінії. зняття фаски зменшує механічну міцність лицьової панелі і для її відновлення знадобиться додаткове кільце, що закріплюється зсередини. Актуальність цього кільця тим вище, чим більша потужність передбачається отримати від АС, що виготовляється, і при потужностях вище 150 Вт воно вже необхідно на 100%:

На кільці, за потреби, потрібно зняти бічні фаски, щоб воно не заважало лицьовій панелі установки в сам корпус.
При установці динамічної головки необхідно забезпечити відсутність будь-яких щілин. Якщо фаска знімається верстатом, то поверхня виходить порівняно рівною, її залишається лише зашкурити. Однак у домашніх умовах отримати рівну поверхню досить важко. Тут не зовсім зрозуміло дію виробників - рекомендується установка динаміка зовні, а ось гума ущільнювача практично на всіх динамічних головках розташована для установки зсередини:

Для вирішення проблем гермітизації можна скористатися ущільнювачем для дверей - смужки пористої гуми, що самоклеяться, продається в усіх господарських магазинах. Ущільнювач наклеюється по периметру фаски і при монтажі динаміка повністю заповнює всі щілини:

Якщо динамічна головка встановлюється зсередини, на отворі потрібно зняти конусоподібну фаску, щоб виключити появу стоячих хвиль. Однак така фаска істота послаблює жорсткість у точці кріплення динаміка до панелі (матеріал виходить занадто тонким) і такий спосіб кріплення не прийнятний для потужностей вище 50 Вт без додаткового посилення конструктиву:

Матеріал для виготовлення корпусів АС бажано використовувати натуральний, оптимально - фанера, але надто дорогий цей матеріал. Тому краще використовувати фанеру для будівництва АС середньої та високої цінової категорії, що використовують динамічні головки ДУЖЕ гарної якості та потужністю понад 100 Вт.
Для середньої цінової категорії та невеликих потужностей (до 50Вт) можна використовувати ДВП або МДФ (теж, що і ДВП, тільки товщина і щільність більше), але його необхідно обробити та доопрацювати, або ДСП.

Для потужностей до 10 Вт цілком годиться і пластмаса, але також із використанням технологічних хитрощів.
Перша проблема, при виготовленні АС з пластмаси, виникає при ліквідації брязкоту самої пластмаси, що особливо проявляється в центрах боковин. Позбутися цієї неприємної підзвучки можна використовуючи більш товсту пластмасу, а можна і приклеїти додаткові ребра жорсткості. Якщо пластмаса розчиняється дихлоританом, то для кріплення ребер можна використовувати дихлоритан, з розчиненою в ньому пластмасовою крихтою. Якщо пластмаса не розчиняється дихлоретаном, краще використовувати епоксидний клей, бажано Дзержинського виробництва. Перед склеюванням місця контекту ретельно обробити крупоним наждачним папером і не бояться того, що клей утворює валики в точці дотику деталей, що склеюються:

Для більшої ефективності придушення призвуків корпусу можна "профарбувати" в 2-3 шари антигравієм, що вийшли "ванни" - покриттям використовується для покриття днища автомобілів для захисту від дрібного гравію.

Після висихання антигравій набуває властивостей гуми і досить добре поглинає звук.
При використанні як матеріал для виготовлення АС ДВП потрібно визначиться з необхідною товщиною. Якщо потужність АС не перевищуватиме 5 Вт, то ДВП можна використовувати в один шар. Перед нарізкою ДВП його, з одного боку, покривають епоксидним клеєм і прогрівають феном. Під дією температури клей стає рідкішим і просочує ДВП практично до половини товщини. Після затвердіння клею виходить досить міцний матеріал, по суті гетинакс, але з одного боку зберігає звукопоглинаючі властивості ДВП. Різати ДПВ можна електролобзиком, склеїти заготовки можна епоксидним клеєм, армованим матеріалом. Для цього заготовки складаються в необхідну конструкцію, і прихоплюють будь-яким суперклеєм. Потім нарізаються смужки міцної тканини, у разі це червоний шовк. Ширина смужок повинна бути приблизно 3...4 см. Смужки укладаються в місцях з'єднання заготовок, зверху покриваються епоксидкою, а потім "припрасувати" паяльником на 40...60 Вт. Висока температура дозволяє клею повністю просочити ткати, а також істотно прискорює полімеризацію клею. Щоправда, під час роботи виділяється деяка кількість диму, тому роботу необхідно проводити або на вулиці, або під витяжкою:

Якщо АС потужністю вище 10 Вт, але менше 20, то ДВП краще склеїти вдвічі – спочатку склеюються листи між собою, а потім уже збирається готовий корпус:

Для потужностей до 30...35 Вт вже потрібно скласти ДВП втричі або використовувати ДСП товщиною 18 мм (на жаль ДСП товщиною 22 мм можна знайти тільки у старих бабусь у вигляді старих, до 80-х років випуску, шифоньеров). Для надання жорсткості боковинам можна використовувати розпірки типу "Хрест".

Для потужностей до 50 Вт актуальність використання ДВП вже спірна – набагато простіше працювати з ДСП, МДФ чи фанерою, ніж складати ДВП із 4-5 шарів. Для цього підійде матеріал товщиною 18 мм, проте доведеться використовувати додаткові бруси, що забезпечують більшу зв'язку деталей АС між собою:

АС можна зібрати за допомогою шурупів, але оскільки потужності не більше, то можна і склеїти епоксидним клеєм, або ПВА, тільки купувати його краще не в магазині канцтоварів, а в господарському або будівельному. Цей ПВА буде називатися МОМЕНТ-СТОЛЯР, клей водно-дисперсійний. Купувати на ринкурекомендується лише влітку – після замерзання клей серйозно втрачає свої якості. Однак, для заспокоєння совісті, хоча б по парі шурупів у кожен брусок краще закрутити.
При виготовленні АС іноді припускаються грубої помилки - СЧ-ВЧ ланка ні чим акустично не захищають від впливу тильної сторони дифузора НЧ динаміка, що призводить до зниження ефективності самої АС, а найчастіше і виходу з ладу СЧ ланки - надто сильні повітряні удари тильної сторони НЧ дифузора призводять до виштовхування котушки СЧ динаміка з магнітного зазору та заклинювання котушка заклинює.
Набагато частіше забувають відняти від загального об'єму АС об'єм захисного кожуха СЧ-ВЧ динаміків, в результаті внутрішній об'єм АС виходить менший за необхідний і фінальні характеристики сильно змащуються - резонансна частота фазоінтерторів помітно підвищується, що вийде до небажаних призвуків.
При складанні АС потужністю до 100 Вт також можна використовувати або ДСП, або фанеру товщиною 18 мм, хоча звичайно ж краще пошукати матеріал товщиною 22 мм. Для виключення виникнення резонансів боковин корпусу АС також використовуються допоміжні бруси, через які кріпляться частини АС. Буде не зайвим встановлення "хреста" і додаткової шайби для кріплення НЧ динамічної головки, а також обробка АС зсередини звукопоглинаючими матеріалами, наприклад обклеювання паралоном або пінопластом товщиною 5-10 мм, тільки не варто забувати, що обклеювання "з'їсть" частину внутрішнього об'єму на неї потрібно обов'язково дати виправлення при розрахунку розмірів корпусу.

Найкращі результати дає монтажна піна, оскільки товщину шару, що наноситься, можна регулювати швидкістю випускання піни з балончика. Якщо піну випускати дуже повільно, то вона виходить дуже щільною і збільшення обсягу не дуже велике. Якщо піну випускати дуже швидко, то вона виходить набагато рихліша, і при застиганні сильно збільшується в обсязі. Якщо на боковини корпусу наносити піну від лицьової панелі, збільшуючи вихід піни при наближенні до задньої стінки, а в лицьовій панелі забезпечуючи мінімальну швидкість виходу піни, внутрішній об'єм АС набуде форми піраміди, що лежить на боці. Подібні хитрощі дозволяють повністю вирішити проблеми стоячих хвиль, оскільки всередині АС відсутні паралельні площини, а нерівності піни, що застигла, лише посилюють ефект піраміди. При використанні подібної технології слід ретельніше підійти з розрахунками розмірів заготовок - внутрішній обсяг зменшується дуже сильно і це вимагає серйозного збільшення корпусу АС.

Ребра для кріплення боковин, крім стяжки шурупами, рекомендується, як і в попередньому варіанті проклеїти, але варіантів клейових мас дещо більше:
- епоксидний клей, змішаний з дрібною тирсою, або, що краще, деревним пилом;
- МОМЕНТ-СТОЛЯР, але перед стяжкою нанесеного клею потрібно дати трохи підсохнути, до одержання консистенції вершкового масла кімнатної температури. Це дозволить більш повно заповнити клеєм всі нерівності між деталями АС;
- поліуритановий клей, наприклад МОМЕНТ-КРИСТАЛ, якому теж потрібно дати трохи підсохнути. Після складання місця проклеювання необхідно добре прогріти феном, що призведе до утворення в клейовій масі дрібних бульбашок, а сама маса щільніше заповнить нерівності між деталями корпусу, що стикаються;
- автомобільний герметик вітчизняного виробництва, саме вітчизняного, оскільки після застигання він набагато жорсткіший, ніж імпортні герметики;
- монтажна, поліуританова піна. Перед нанесенням на деталі, що склеюються, піну "випускають" на не потрібний шматок фанери або ДПС, а потім ретельно перемішують металевим шпатилем до її "усадки", тобто. до отримання маси за густотою схожою із густою сметаною. Після наненсения і стяжки піна все одно трохи розшириться і повністю заповнить усі нерівності у точці дотику деталей АС.
Після склеювання деталям потрібно дати добре висохнути протягом 20...26 годин.
Для збільшення гучності при одній і тій же вихідній потужності можна використовувати подвійні динамічні головки - використовується паралельне, або послідовне з'єднань двох однакових динаміків для НЧ ланки. І тут сумарна площа дифузорів збільшується, отже АС може взаємодіяти з набагато більшою кількістю повітря, тобто. створювати більший звуковий тиск і від цього суб'єктивна гучність виходить значно вище:

Тут вже слід зазначити, що використання великої якості динаміків, у тому числі і для поділу звукового діапазону починає вносити деякі неприємності - досить важко досягти фазування сигналу в тих місцях, де сусідніх АЧХ по діапазону динаміків перетинається. Тому гнатися за велику кількість смуг для саморобної АС не слід - цю кашу таким маслом можна дуже сильно зіпсувати.
АС потужністю від 100 до 300 Вт виготовляти краще з фанери, причому пошукати доведеться фанеру завтовшки 22 мм. АС також збирається за допомогою брусів жорсткості, які проклеюються. Брусам краще надати форму рівносторонніх трикутників, де катети кріпляться до боковин, а гіпотенуза буде спрямована всередину корпусу.
Якщо знайти фанеру такої товщини не вдається, то можна використовувати фанеру товщиною 8 мм, склеєну втричі - фінальна товщина матеріалу виходить 24...25 мм. Клейові маси перераховані вище.
Як технологічна порада можна лише порекомендувати спочатку нарізати необхідні заготовки і лише потім їх склеювати, причому відразу ж стягувати саморізами.
При встановленні всередину АС "хреста", що буде не зайвим, кути брусів, що стагують, краще закруглити - переміщуються вже досить великі обсяги повітря і навколо прямих кутів стяжок можливе виникнення турбулетності. Так само рекомендується "заокруглити" всі внутрішні кути, скориставшись пластиліном або наносяться кілька шарів густого антигравію.
Ще одним різновидом акустичного оформлення є роздільне виконання корпусів для кожного динаміка. У таких АС не використовуються пасивні фільтри, а сигнал ділиться на діапазони одразу після регулятора гучності підсилювача. Потім розділений сигнал подається на три окремі підсилювачі потужності, які, власне, і працюють кожен на свій динамік:

Було б не справедливо не згадати про часто використовувані в АС "наповнювачі" - невеликі котки звукопоглинаючого матеріалу, що лежить всередині АС. Подібні катки дозволяють дещо збільшити розрахунковий внутрішній об'єм корпусу, проте для того, щоб правильно виготовити подібний наповнювач необхідно знати його акустичні властивості. Отримати характеристики "наповнювача" в домашній умовах досить проблематично, тому залишається або відмовитися від використання "наповнювача", або досвідченим шляхом з'ясувати необхідний обсяг і матеріал, що використовується (зазвичай це розпушена вата, ватин, сентипон).
При потужностях від 100 Вт також стає актуальним забезпечення стійкості корпусу АС, оскільки вже проводиться досить велика робота для переміщення дифузора і повітря активно "опирається". Також бажано розірвати механічний зв'язок дна АС і підлоги, на якому встановлено АС. Для цього зазвичай використовують або штативи, які в домашніх умовах виготовити проблематично, або використовують сталеві шипи, що вкручуються в дно АС:

При потужностях вище 200 Вт бажано посилення лицьової панелі АС і бажано використання різноструктурних матеріалів, наприклад, якщо лицьова панель виготовляється з фанери, то з внутрішньої сторони приклеюється лист ДСП, товщина якого в 1,5-2 рази менша за товщину панелі. Подібна комбінація матеріалів забезпечує поглинання коливань у більшому звуковому діапазоні за рахунок різнорідності матеріалів.
Для більшої стійкості АС її масу можна збільшити промазавши дно поліуританової монтажної піною і укласти в неї пару-трійку цегли, покривши їх зверху тією ж піною. Після застигання піни нерівності краще обрізати канцелярським різаком. "Вкрадений" внутрішній обсяг необхідно враховувати при розрахунку розмірів майбутньої АС.
Для потужностей понад 200 Вт краще використовувати комбінаційні матеріали – всі деталі АС склеюються з 18 мм ДСП та 18 мм фанери. Фанера використовується як зовнішній шар, а ДСП – внутрішній. Подібна хитрість дозволяє трохи заощадити - ДСП набагато дешевше фанери. Усередині АС бажано проклеїти звукопоглинаючим матеріалом, наприклад, зшитим втричі ватином, простроченим удвічі четиревенним сентпоном (сентипон буває подвійним і четиревенним), 5...10 мм пінопластом. Різна структура щільно склеєних різноструктурних матеріалів позбавляє проблеми резонансу самого корпусу.
Кути краще додатково стягнути металевими кутками - це додаток жорсткості конструкції і захистить кути АС від пошкоджень - АС виходять вже досить важкими і при транспортуванні можливі різні удари, від яких найчастіше страждають саме кути.

Для потужностей ближче до 1000 Вт товщина матеріалу повинна бути вже досить великою, наприклад два шари фанери 18 мм плюс шар 18 мм ДПС разом вже 54 мм, причому ДПС вклеюється між шарами фанери, проте подібно до АС вже переходять у категорію "для озвучування", отже якістю можна пожертвувати на користь мобільності. На підставі цього можна використовувати подвійну 18 мм фанеру, встановивши всередину "хрест".
Неважко помітити, що зі збільшенням потужності товщина стінок АС збільшується. Пов'язано це перш за все з тим, що необхідно ізолювати повітря, що переміщується всередині АС від слухача. Однак не слід забувати, що корпус АС також може резонувати. Саме для виключення цієї неприємності краще використовувати внутрішнє обклеювання корпусів і мінімізації мінімації одержуваних від резонансу призвуків. Перевірити резонансну частоту корпусу легко самостійно. Для цього необхідно нахилити АС на 20...25 градусів і кинути на неї зверху гумову киянку з попередньо витягнути ручку. Нахил АС необхідний для того, щоб удар був поодиноким і киянка відскочила далеко убік.
Закріплений на АС мікрофон (отвір мембрани до корпусу) і підключений до будь-якого лінійного підсилювача на екрані осциллографа намалює момент удару, і післязвуччя, яке дає сам корпус. Тест звичайно досить грубий, оскільки в реальності "ударна хвиля" йде зсередини, а під час досвіду зовні, проте на основі результатів цього тесту можна судити про те, на якій частоті резонує сам корпус і як швидко відбувається загасання:

Ідеальна АС не резанує і момент удару згасає відразу, практично миттєво, але стінки ідеальної АС складаються з бетону товщиною 1 см на кожен Вт потужності і така АС годиться більше для насмішок, ніж для експлуатації:

Оздоблення АС може бути різним, тут якихось жорстких вимог немає. Якщо корпус із фанери та малюнок досить симпатичний, то корпус можна зашлювати, а потім кілька разів покрити безбарвним лаком:

Можна купити шпон цінних порід дерев та обклеїти АС шпоном під колір меблів у кімнаті:

У салонах автозвуку продається так звана акустична тканина, що представляє собою синтетичну повсть. Матеріал добре клеїться і тягнеться, що дозволить обробити АС на досить високому рівні:

Зашкуривши корпус його можна покарсити автомобільною фарбою, тільки давайте поправку на те, що автоемалі висушуватиметься при високій температурі. Тому доведеться скористатися спеціальним затверджувачем "ІЗУР", пропорції змішування написані на упаковці затверджувача, хоча краще його додати на 10-15% більше пропорції, що пропонується:

Якщо корпус ретельно зашкурити і зашліфувати, його можна обклеїти самоклеючою плівкою, що продається в магазинах "Шпалери", але матеріал цей досить ніжний і користуватися ним варто, якщо є впевненість, що АС простоять на своєму місці десяток років:

Якщо планується часте транспортування акустичної системи, то буде корисно передбачити відповідні ручки. Це особливо актуально для маленьких АС, яких хочеться взяти відразу дві і для великих, які мають велику вагу.

Як самостійно зібрати активну АС із підвищеним ККД на низьких частотах описано.

Адреса адміністрації сайту:

Не знайшов, що шукав? ПОГУГЛИ:

Зробити звукові колонки своїми 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 (ІЗ) 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 сигнал від УМЗЧ або, в активних АС, малопотужний від первинного джерела (плеєра, звукової карти комп'ютера, тюнера і т.п.) розподіляється частотними каналами роздільними фільтрами; це називається розфільтруванням каналів, як самі розділові фільтри.

Далі у статті розглядається переважно, як зробити колонки, які забезпечують хорошу 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 програми, наприклад. 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:

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;
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;
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 опір на 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;
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;
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;
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;
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;
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 діапазон щодо 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 діапазон вибраного Hi-Fi можна звузити до перед. 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 потужністю АС. 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:

Гармонічні – обертони (гармоніки), кратні основний частоті звуку, що відтворюється. Виявляються як зайво рокотливий бас, різкі та жорсткі СЧ та ВЧ;
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;
Перехідні - «тремтіння» форми вихідного сигналу при різких наростаннях/спадах вихідного. Проявляють себе короткими хрипами та схлипуваннями, але нерегулярно, на стрибках гучності;
Резонансні (призвуки) - дзвін, брязкіт, бубоніння;
Фронтальні (перекручування атаки звуку) – затягування або, навпаки, форсування різких змін загальної гучності. Майже завжди виникають разом із перехідними;
Шумові - гул, шелест, шипіння;
Нерегулярні (спорадичні) - клацання, тріски;
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 ідуть 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:

Конструктивно та технологічно набагато складніше, див. рис. нижче.
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.
Випромінювання з порту рупора суттєво спрямоване, а хвиля його скоріше плоска, ніж сферична, тож гарного стереоефекту чекати не доводиться.
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.
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:

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

Чи є старі непотрібні колонки або акустична система, і Ви не знаєте, що з ними можна зробити?

Підкину ідейку виготовлення оригінальної портативної аудіосистеми в корпусі з фанери.
Конструкція досить проста та доступна у виготовленні навіть школяру.

За бажанням може бути додатково встановлений bluetooth модуль, модуль заряду та акумулятор, і тоді акустика стає по-справжньому портативною.

Матеріали та інструменти

Матеріали

фанера;
модульний підсилювач tda2030;
стовпчики від старої акустичної системи;
столярний клей;
роз'єм живлення;
вимикач із індикацією живлення (опція).

Інструмент

лобзик;
струбцини;
дриль;
свердла та коронки;
паяльник.

Виготовлення колонок

Насамперед необхідно виготовити корпус колонок.

Для цього вирізається з фанери товщиною 15 мм – 7 заготовок з прорізом усередині.

Вирізати заготовку можна звичайним електричним лобзиком.

Після того, як заготовки готові приступаємо до склеювання корпусу. Наносимо столярний клей на заготовки.щільно притискаємо один до одного і фіксуємо затискними струбцинами.

Також вирізаємо бічну передню та задні кришки.

Свердлимо отвори під установку динаміків і вимикачі підсилювача. Склеюємо разом із раніше склеєними заготовками.
Шліфуємо заготовки машинкою та вручну.

Як підсилювач використовувався готовий модуль tda2030 2x18 Вт +сабвуфер.

Динаміки було взято від старої акустичної системи для комп'ютера.

Готуємо задню кришку, виводимо на неї, гніздо для живлення, а також свердлимо отвори під аудіо RCA.
Встановлюємо динаміки в корпус, виводимо крутилки модуля на лицьову панель, і ставимо декоративні наполовину.

Додатково була підготовлена невелика міні панель під крутилки, її також вирізаємо з фанери і приклеюємо за допомогою столярного клею.

Корпус можна додатково обробити лаком або іншими просочуючими та декоративними складами за бажанням.

Колонки із фанери готові.

Додатково можна вивести індикатор живлення з клавішею увімкнення та вимкнення на лицьову панель.

Камінь

Оргскло/скло

Клеєна деревина/дерево

Метал

Схожі статті

Обговорюють:

Привласнення удк, ббк Як дізнатися удк для статті онлайн визначити:Абревіатура, якій ми хочемо присвятити цей матеріал, позначає досить...
Компанія Coca-Cola: про створення та розвиток історії легендарного напою Створення кока-коли:Таємниця формули напою, яку всесвітньо відома компанія свято зберігала з...
У скільки років дівчині можна почати займатися сексом Скільки років люди займаються:Для багатьох дуже молодих хлопчиків і дівчаток з певного моменту...
Вік сексуальної згоди – що треба знати?:Для застосування норм кримінального законодавства на практиці вік...