Как сделать из обычного сабвуфера автомобильный. Cабвуфер в машину своими руками: от теории к практике

Подробности 04.09.2014

Павел Парыгин
г. Киев

Наверное, я не открою большого секрета, если скажу, что небольшие по размеру динамики, которыми оборудуют аудиосистемы в автомобиле, не обеспечивают хорошее воспроизведение "басов" . Один из возможных способов решения этой проблемы также хорошо известен – дополнить стереосистему сабвуфером (общим для правого и левого стереоканалов усилителем со своим динамиком, который воспроизводит низкочастотные составляющие звукового диапазона до 200-250 Гц). Вот только стоит такой акустический агрегат с дополнительным усилителем едва ли не дороже всей стереосистемы вместе взятой. Поэтому я и решил сам взяться за его изготовление.

Для сборки автомобильного сабвуфера своими руками я приобрел 10-дюймовый низкочастотный динамик ALTRONIX E-RSW1039A (рис.1), два электронных набора для радиолюбителей – Активный блок обработки сигнала для сабвуферного канала NM2117 и Мощный одноканальный усилитель низкой частоты NM2034 (в виде готового блока BM2034), 5 м специального кабеля (ROCAR HIENDPCOFC SPEAKER CABLE) для подключения акустической системы, корпус для сборки электроники (Z-4A), клеммы, разъемы, штекеры.

Рис.1. Низкочастотный динамик ALTRONIX E-RSW1039A

Но сначала пришлось заняться изготовлением корпуса акустической системы типа "закрытый ящик" с фазоинвертором (рис. 2).

Рис.2. Конструкция корпуса сабвуфера закрытого типа с фазоинвертором.

Полезный объем корпуса V, диаметр d, длину L фазоинтвертора и другие параметры рассчитал на компьютере с помощью программы JBL SpeakerShop. Все эти расчеты программа выполняет исходя из характеристик используемого динамика (полной добротности Qts, резонансной частоты Fs, эквивалентного объема Vas и т.д.). В моем случае получилось: d=60 мм, l=96 мм. Для динамиков другого типа эти параметры будут, естественно, другими, и в конструкцию акустического агрегата необходимо внести соответствующие изменения.

Проще всего в домашних условиях сделать корпус для сабвуфера в виде круглого бочонка, у которого динамик встроен в одно из донышек. При этом оба донышка можно вырезать электролобзиком из ДСП или многослойной фанеры (рис.3), а цилиндрический корпус согнут из листа ДВП.

Рис.3. Оба круглых донышка корпуса выпилены лобзиком из ДСП.

Сначала я сомневался в прочности такой конструкции и предполагал наклеить два слоя, но после завершения сборки все мои сомнения развеялись, так как корпус получился очень жестким и с ДВП в один слой. Согнуть же заготовку из листа ДВП в цилиндр оказалось довольно просто. Для этого ее достаточно распарить с внешней стороны, проглаживая утюгом через мокрую тяпку.

После того как лист ДВП был согнут, круглые донышки я вклеил ПВА и дополнительно закрепил скобками с помощью строительного степлера. Готовый корпус с внешней стороны обшил ковролином (наклеил и закрепил скобами) (рис.4).

Рис.4. Готовый корпус обшивается ковролином.

В заключение вклеил фазоинтвертор, закрепил на задней панели вставку с клеммами для подключения, подпаял провода и установил на место динамик. Все получилось очень неплохо (рис.5).

Рис.5. Активный сабвуфер в собранном виде.

Со сборкой электроники никаких проблем не возникло. В оба набора вложены довольно подробные и понятные инструкции, по которым все можно собрать и подключить легко и просто (рис.6).

Рис.6. Со сборкой электроники из наборов МАСТЕР КИТ не возникло никаких проблем.

Единственное, что сделал не по инструкции - вместо рекомендованного для микросхемы усилителя мощности радиатора площадью 600 см2 установил радиатор центрального процессора (разъем Socket 370) с вентилятором, оставшимся после модернизации компьютера. Замена оказалась вполне приемлемой.

И, наконец, электронику я специально вынес в отдельный корпус, хотя рациональнее было бы поместить ее в корпусе акустического агрегата, выгородив для этого специальный отсек. Но мне очень хотелось самому покрутить все эти ручки и настроить сабвуфер непосредственно в салоне автомобиля при прослушивании реальной музыки. Поэтому собранный усилитель я разместил в перчаточном боксе (рис.7), а на его лицевую панель дополнительно установил отдельный выключатель питания.

Рис.7. Электронный блок сабвуфера установлен в перчаточном боксе, называемом в просторечье "бардачком".

Звучит стереосистема с самодельным автомобильным сабвуфером ничуть не хуже, чем с фирменным, а стоит в несколько раз дешевле. Но главное то, что мне удалось это сделать своими руками.

Штатная автомобильная аудиосистема очень редко укомплектована сабвуфером. А те варианты, которые предлагает производитель, обычно заставляют желать лучшего и не удовлетворяют желания, требовательных к хорошему звуку, автовладельцев. Поэтому вопрос установки сабвуфера в машину актуален для каждого, желающего иметь качественный звук в своем авто.

Виды автомобильных сабвуферов.

Тип сабвуфера для автомобиля зависит от НЧ-головки, акустического оформления и компоновки усилителя, подробнее в статье . Условно, модели сабвуферов можно разделить на следующие группы:

Сабвуфер пассивный.

Наиболее интересный вариант с точки зрения проигрывания музыки. НЧ-головка расположена в ящике, полноценная система звука создается при помощи правильного подключения и подбора усилителя.

Его положительные стороны: простая инсталляция так как (корпус в виде трапеции или прямоугольника), большой выбор моделей.

Его минусы: хотя трапеция имеет небольшой размер, но пользование багажником затрудняет, из-за того что располагается в его центре. Также при несовпадении цвета обивки с корпусом, возможны определенные эстетические неудобства. Но все-таки данный вариант является наилучшим по соотношению полученного результата и затраченных для этого усилий.

Сабвуфер активный.

В этом варианте усилитель закрепляется внутри или снаружи ящика, в который устанавливается НЧ-динамик. Этот “продукт” практически подготовлен к установке, остается лишь проложить и подключить кабеля. Данный вариант оптимален для простого слушателя, не требующего идеального воспроизведения музыкальных тонов. Кроме этого у активного сабвуфера есть одно огромное преимущество: он удобен и легок в установке по причине своих компактных размеров.

НЧ-динамик.

Самый распространенный и интересный вид. Приобрести нужно только динамики, а ящик для него изготовляется либо в установочной студии, либо самостоятельно. После осуществляется подключение сабвуфера к колонкам, и система готова к работе. Такая группа многочисленна, а производитель реализуют модели в готовом ящике. За очень редким исключением динамики данного типа имеют размер 15, 12, 10 или 8 дюймов. Плюсы в процессе самостоятельной сборки корпуса сабвуфера заключаются в его оригинальности и индивидуальности, а также возможности изготовления ящика под уже готовое место для установки.

Пошаговая инструкция по изготовлению сабвуфера.

Чтобы не приобретать дорогостоящие сабвуферы в автомагазинах, а после чего заниматься поиском места в машине для его удобного размещения, проще самому изготовить индивидуальную модель для заранее подобранного места. Изготовление сабвуфера в машину своими руками включает в себя следующие этапы:

согласно размерам необходимо вырезать стенки у ящика, вырезать нужно тщательно с детальным соблюдением всех размеров, для того чтобы в процессе сборки щели оказались как можно меньше;
стенки нужно собирать вместе, через каждые пять сантиметров закручивая саморезы, а стыки промазывать герметиком;
после повторно промазываем стыки герметиком внутри и снаружи — если пропустить хотя бы маленькую дырочку, то во время работы динамиков будет время от времени слышан свист;
для терминала под акустику (клеммы для провода) в удобном месте вырезаем отверстие;
также необходимо вырезать отверстие для расположения динамика;
при помощи эпоксидной смолы в соответствующее отверстие закрепляем фазоинверторный порт (данная операция необходима, в случаях, если ящик оснащен фазоинвертором);
для защиты корпуса (состоящего из ДСП или ДВП) от влаги, материал покрывается лаком, краской или лучше всего нитро;
обтягиваем корпус карпетом, при этом не забывая оставлять отверстия для терминала и динамика;
при установке акустического терминала на место, нужно изнутри промазывать эпоксидной смолой, закрепить саморезами;
одну сторону провода присоединяем внутри терминала на клеммы, а другую крепим к клеммам динамика (длина провода должна быть удобной для подключения динамика);
после устанавливаем динамик на место, а в стыки между плоскостью ящика и динамиком укладываем прокладку-уплотнитель, если в комплект с динамиком такая прокладка не входила, используйте оконный уплотнитель или полоску поролона;
и в завершении крепим динамик, пользуясь саморезами из комплекта, а если их нет, то подойдут и обычные саморезы по дереву.

Подключение и установка сабвуфера в машину.

Как установить сабвуфер в машину?

Перед началом работы необходимо под капотом авто отсоединить кабель аккумулятора отрицательной клеммы. Это нужно для того, чтобы избежать возможного короткого замыкания при работе по монтажу усилителя, кстати советую прочитать мой пост . Дальше определяем место для установки предохранителя. Его нужно защитить от возможности короткого замыкания, а возможно это только при его нахождении вдали от зон замыкания. После определения этого места, закрепите предохранитель.

Также нужно определить место для нахождения провода, подключающего сабвуфер к необходимому источнику питания. Желательно, наличие резиновых защитных втулок, для обеспечения легкого доступа под капот машины. После укладки провода питания во втулки, надо подтянуть его с достаточным запасом под капот (для удобства его подключения к предохранителю). Лучшее место в салоне для расположения провода питания – это по внутреннему краю салона. При снятии задних сидений можно получить необходимый доступ в нужную область.

Как подключить сабвуфер в машине?

При подключении кабелей на сабвуфер и проводки включения к главному устройству нужно подвести эти провода к усилителю аналогично проводу питания. Но для предотвращения различных неприятностей надо запустить данные провода внизу по пассажирской стороне авто. Данную прокладку проводов необходимо уложить отдельно от провода питания. Далее подключается к клемме усилителя провод питания и провод дистанционного включения, затем обязательно, крепим провод заземления, после чего отрицательную клемму на аккумуляторе ставим обратно.

После проделанной работы нужно обязательно провести проверку включения усилителя, нормальной работы и слышимости сабвуфера, а также . Для нормального функционирования сабвуфера в машине, нужно четко следить за прокладкой и подключением проводов и постараться ничего не перепутать.

Каждый ценитель хорошего звука за рулем знает о том, что представляет собой сабвуфер и какие функции он выполняет. Без этого элемента невозможно добиться качественного звучания с «жирным» басом. В этой статье мы хотим рассказать о том, как сделать сабвуфер своими руками в домашних условиях и что для этого потребуется.

Выбор динамика

Перед тем, как соорудить сабвуфер в машину, нужно определиться с выбором колонок.

На сегодняшний день в продаже можно встретить динамики таких размеров:

Шестидюймовые. Как правило, такие устройства применяются в качестве дополнительного источника для воспроизведения средних частот. На практике из такого устройства можно сделать скромный саб по глубине частот. Оптимально такая с небольшим салоном со средней акустикой в целом.
Восьмидюймовые варианты могут применяться для обеспечения дополнительных фронтальных частот. По факту такой вариант также является достаточно скромным.
Десятидюймовые колонки и больше представляют собой наиболее оптимальный вариант, если вы решили соорудить самодельный сабвуфер. Такие устройства позволяют обеспечить наиболее качественное звучание, при этом наполняя пространство салона довольно приятным и сильным басом. Как показывает практика, все же лучшим вариантом для того, чтобы сделать сабвуфер в авто, являются колонки на 12 дюймов.
Динамики на 15 дюймов представляют собой лучший вариант для салонов больших транспортных средств. Но при этом такой вариант фактически не осуществим, поскольку для достижения качественного звучания потребуется короб объемом на 90 литров. Он не только займет почти весь багажник, но и может даже оглушить водителя.

Если вы думаете над тем, как сделать динамик самому, то помимо размера, следует также определиться с уровнем сопротивления. К примеру, наиболее оптимальным вариантом будет сопротивление в 2-4 Ома, если этот показатель будет меньше, это значительно отразится на качестве звучания. Что касается мощности колонок, то в этом случае что-то точно сказать сложно, так как споры касательно этого вопроса ведутся до сих пор. Одно можно сказать точно — мощность колонки должна быть больше мощности усилителя, поскольку ни одно устройство не сможет проработать долго, если будет функционировать на самой высокой мощности. Коробку сделать просто, но если делать без расчетов, то будет играть некачественно.

Инструкция

Теперь перейдем к вопросу, как самостоятельно сделать сабвуфер своими руками для авто. Начнем наш процесс с проектирования.

Проектирование

Автомобильные сабы делятся на несколько подвидов:

Активные. Такие устройства оборудованы встроенным усилком и активным кроссовером. Главным предназначением последнего является снижение низкочастотной нагрузки на усилок. с помощью кроссовера достигается согласование работы саба и акустики в целом.
Пассивные. Варианты такого типа функционируют параллельно с основной акустикой, но обычно они нуждаются в обустройстве отдельного канала усилителя мощности. Пассивные устройства на практике более чувствительны к месту расположения, при этом они обеспечивают дополнительную нагрузку для выходных усилков стерео-каналов (автор видео — Константин Козик).

При проектировании необходимо учитывать и местоположение устройства. Сам по себе саб довольно объемный, но поскольку возможность басов к локализации минимальна, его монтаж может быть осуществлен в любом месте салона или багажного отделения. Можно установить сабвуфер под сиденье, но обычно автолюбители выбирают именно багажник, поскольку здесь он практически не будет мешать. Что касается формы устройства, то к ее созданию приступаем после того, как вы определитесь с местом расположения саба и выбором динамика для него.

Если вы решили соорудить сабвуфер в свой автомобиль, то следующим шагом будет разработка схемы и чертежа, на сегодняшний день есть несколько вариантов для выбора схемы:

ЗЯ или закрытый ящик является одним из самых простых в плане проектирования и производства, но его коэффициент полезного действия минимальный. Тем более, в данном случае полностью загерметизировать корпус будет проблематично.
ФИ или фазоинвертор позволяет выдавать более высокий коэффициент полезного действия, то такой вариант более сложный в плане расчетов.
БП4 и БП 6 — бандпасы четвертого и шестого порядков. Такой вариант является одним из наиболее сложных для изготовления, однако качество его работы вас в любом случае порадует. Устройства в таком корпусе позволяют не только усилить басы, но и заглушить низкие частоты (автор вид — ALEX SOUND).

Изготовление

В принципе для изготовления автомобильного саба можно использовать и переделать домашний сабвуфер. Ниже мы расскажем о том, как сделать сабвуфер и что нужно, чтобы сделанное устройство было качественным и его не пришлось переделывать. Для начала следует определиться с формой и материалом, который будет использоваться для изготовления корпуса. Наиболее популярными вариантами в настоящее время считаются ДСП, древесностружечная плита либо обычная фанера, которые можно найти в любом строительном магазине. Следует отметить, что такие материалы характеризуются хорошими показателями акустики и сами по себе являются довольно прочными.

Основываясь на чертежах и подготовленных схемах, нужно аккуратно вырезать стенки для будущего саба и другие отверстия, которые потребуются для укладки проводов. После этого стенки желательно отшлифовать. Затем основные составляющие конструкции нужно прочно скрепить и зафиксировать, для этого можно использовать саморезы или клей.
В том случае, если корпус будет состоять из нескольких слоев, нужно удостовериться в том, что между этими слоям будет отсутствовать пустота. Если пустое пространство останется, это может привести к резонансному сверчку, так что смысла от использования корпуса совсем не будет. На всякий случай корпус можно обклеить виброматериалом, а внутри заполнить его поролоном. Что касается непосредственно задней стенки, то ее следует обклеить стеклотканью, для достижения большего эффекта потребуется несколько слоев. После оклейки саб нужно оставить сохнуть где-то на один день.
Если вам важен дизайн устройства, то корпус можно покрасить глянцевой либо матовой краской, также можно использовать карпет или кожу для перетяжки. Чтобы защитить устройство от нежелательных внешних воздействий, таких как влага, то корпус можно заранее пропитать мебельным нитролаком. Данная процедура должна осуществляться на улице, поскольку она может отравить человека.
Последним этапом в изготовлении будет монтаж самого динамика. Процедура сборки может отличаться в зависимости от вида корпуса.

Подключение

Через отверстие в корпусе нужно протянуть провод и залить это отверстие герметиком.
Проводка проводится от подкапотного пространства в салон и в багажник, после чего ее необходимо подключить к усилку.
Чтобы подсоединить устройство к аудиосистеме, вам потребуется обычный RCA-провод или тюльпан, а также кабель питания саба. Для подключения необходимо демонтировать магнитолу.
После подключения к магнитоле аналогичная ситуация производится с самим сабов — проводка проводится через салон и соединяется с устройством.
Затем саб можно подключить к усилку. Проверьте качество работы аудиосистемы в целом.

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

1. Расчет и конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для расчета корпуса сабвуфера нам понадобятся:

Параметры Тиля-Смолла для громкоговорителя,
Программа для расчета акустических оформлений JBL Speakershop (ссылка для скачивания в конце статьи)

1.1.Измерение параметров Тиля-Смолла для громкоговорителя

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

Для этого нам понадобится:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1.1.2.1. Определение резонансной частоты (Fs) громкоговорителя.

Собираем вот такую схему.

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

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

1.1.2.2. Определение полной электромеханической добротности (Qts) громкоговорителя.

Находим UF1,F2 по следующей формуле.

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

Проверять правильность расчетов можно этой формулой.

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

Электрическую добротность (Qes) находим по этой формуле.

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

1.1.2.3. Определение эквивалентного объема (Vas) громкоговорителя.

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

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

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

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

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

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

Fs=30.75 Гц
Qts=0.365
Vas=112.9≈113 л

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1.3.Конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

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

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

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

2. Электрическая часть активного сабвуфера

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

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

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

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

Обсудим эти блоки по отдельности.

2.1.Блок сумматоров (Summators)

2.1.1.Схема

Сначала рассмотрим схему сумматоров, приведенную на рисунке ниже.

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

2.1.2.Компоненты

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

2.1.3.Печатная плата

Печатная плата изготовлена по лазерно-утюжной технологии (мой видео урок по изготовлению печатных плат в домашних условиях). После пайки деталей печатную плату следует покрыть цапонлаком, чтобы избегать от окисления меди.

2.1.4.Фото готового блока сумматоров

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

2.2.Блок фильтров (Subwoofer driver)

2.2.1.Схема

Рассмотрим схему драйвера сабвуфера, приведенную на рисунке ниже.

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

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

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

Ряд2 – частота настройки=44Гц, уровень усиления=9дБ,

Ряд3 – частота настройки=44Гц, уровень усиления=2дБ,

Ряд4 – частота настройки=33Гц, уровень усиления=3дБ,

Ряд5 – частота настройки=61Гц, уровень усиления=6дБ.

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

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

2.2.2.Компоненты

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

2.2.3.Печатная плата

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

2.2.4.Фото готового блока фильтров

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

2.3.Блок усилителя мощности (Power amplifier).

2.3.1.Схема

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

2.3.2.Печатная плата

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

2.4. Блок питания и блок охлаждения (Power supply)

2.4.1.Схема

2.4.2.Компоненты

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

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

2.4.3.Печатная плата

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

3.Заключительный этап сборки сабвуфера

Скачать файлы к статье

Наверное, все меломаны слышали о таком важном элемента аудиосистемы автомобиля, как сабвуфер. Что же он из себя представляет?

Это не что иное, как отдельная акустическая система, предназначенная для воспроизведения звуков в диапазоне от 20 до 120 Гц. Сабвуфер специально придумали для усиленного воспроизведения низких частот – «басов», как их часто называют.

При этом важно знать о том, что человеческое ухо не улавливает направление источника низких частот, поэтому данную систему можно устанавливать абсолютно в любом месте. В этой статье мы поговорим о том, как легко сделать сабвуфер своими руками в домашних условиях.

Выбор динамиков

Перед тем, как начать сборку аудиосистемы, нужно определиться с размером и сопротивлением динамика, который будет встроен в него. Существуют несколько основных видов динамиков, которые зачастую используют при создании сабвуфера:

6-дюймовые динамики – это скорее не основной источник баса, а дополнительный, так как мощности у них явно не хватает;
8-дюймовые динамики – их чаще всего используют, если нужно создать фронтальные низкие частоты;
10-дюймовые динамики – наверное, идеальный вариант для создания 15 литрового сабвуфера;
12-дюймовые динамики – лучше всего они будут звучать в сабвуфере с 25-литровым корпусом.

Но при этом следует учесть, что небольшое сопротивление (1-2 Ома) приведет к некоторой потере чистоты и качества звучания сабвуфера, поэтому лучшим вариантом считаются динамики с сопротивлением в 2-4 Ома.

По поводу мощности будущих динамиков все просто: чем мощнее, тем лучше. Главное, чтобы мощность не искажала звук, так как такую аудиосистему слушать будет неприятно. Теперь приступим непосредственно к изготовлению сабвуфера.

Тип конструкции корпуса

Перед тем как приступить к сборке аудиосистемы, нужно определиться с типом ящика для сабвуфера. Выделяют несколько основных видов:

Закрытый ящик – это самый легкий вариант. Спроектировать и построить подобный сабвуфер легче всего, но при этом стоит сказать о том, что КПД у подобной конструкции будет самым низким. Более того, для того чтобы качественно загерметизировать ЗЯ, нужно потратить довольно много времени.
Фазоинвертор – более сложная конструкция сабвуфера, но при этом она позволяет значительно увеличить КПД устройства.
Бандпасы 4-го и 6-го порядков – это самый сложный вариант создания сабвуфера, но, конечно же, и самый качественный. Спроектировать подобную конструкцию довольно трудно, но она будет давать самый высокий КПД, при этом выдавать мощные низкие частоты.

Проектирование аудиосистемы

Конечно же, каждая конструкция имеет свои явные преимущества и недостатки. Стоит сказать о том, что выбор конструкции ящика для сабвуфера определяется в большинстве случаев динамиком, который был приобретён.

Как же определить идеальный вариант коробки под свой динамик? За вас это сделает специальное программное обеспечение для проектирования аудиосистем. Мы советуем вам воспользоваться WinISD.

Она имеет интуитивно понятный интерфейс, который позволит качественно спроектировать сабвуфер любой сложности практически любому. В этой программе вы выберите тип динамика, который желаете установить в систему, и объём будущего ящика.

После этого программа проанализирует введенные значения, и выдаст лучший вариант конструкции. Из данного видео, вам станет абсолютно понятно, как сделать савбуфер в машину, своими руками.

Далее нужно подобрать такое соотношение размера ящика и частоты фазоинверторов, чтобы звучание было максимально сильным и чистым. Для этого нужно менять значения этих параметров в программе и анализировать график.

Есть и автонастройка, которая подскажет нужный диаметр и длину труб для идеальной частоты фазоинвертора. Но лучше все делать вручную. Вы должны подобрать такие значения, чтобы график пересекал линию в -3 ДБ при частоте в 25-35 Гц и уходил к нулю.

После того как проект был создан, можно приступать к постройке корпуса.

Постройка корпуса

Для того чтобы сделать универсальный сабвуфер, который будет идеальным во всех отношениях, следует делать корпус в виде усеченной пирамиды. Задняя спинка должна иметь срез в 23 градуса. Почему именно в 23?

Да потому что большинство автомобилей имеют именно такой наклон спинки задних сидений. Далее нужно запастись фанерой в зависимости от того, насколько большого объёма акустическую систему вы хотите создать.

Мы рассмотрим создание сабвуфера на конструкции закрытого ящика, так как она наиболее простая. Изначально нужно взять ДСП, которая имеет толщину 23 см. Это будет элемент передней стенки нашего будущего звукового оборудования.

. Что нужно для проведения данного процесса, подскажет уникальная статья на нашем сайте. Если вы не можете сделать чип тюнинг ВАЗ, рекомендуем данную , из которой, вы несомненно, почерпнёте много полезной информации.

Находится инструкция по бортовому компьютеру Мультитроникс.

Для создания боковых и задней стенки необходимо использовать ДСП толщиной в 20 см. Далее в зависимости от выбранного объёма нужно произвести измерения и выпилить нужные куски доски. После этого склеиваем из них коробку. Делать это лучше с помощью качественного клея для дерева и саморезов, которые нужно вкручивать через каждые 5 сантиметров. Это создаст идеальную целостность всей конструкции.

После того как каркас коробки был склеен, нужно замерить диаметр вашего акустического терминала. Далее на боковой стороне каркаса циркулем намечаем будущее отверстие. Вырезать отверстие лучше всего с помощью электролобзика.
Далее нужно вставить терминал в отверстие, но при этом во избежание лишних призвуков во время звучания сабвуфера, нужно заранее экранизировать акустический терминал.

После того, как он будет закреплен саморезами, нужно срезать лишние части доски. На передней стенке такой же последовательностью действия вырезаем отверстие под основной динамик.

Кстати, для того чтобы увеличить время эксплуатации вашего корпуса и повысить его надежность, перед созданием конструкции необходимо пропитать доски мебельным нитролаков, это защитит корпус от пыли и влаги.

После этого нужно соединить сабвуферный динамик и акустический терминал, срезав при этом все лишние куски каркаса. В принципе все готово, теперь можно добавить подсветку и завершить дизайн корпуса вашего сабвуфера. Сабвуфер готов к подключению к аудиосистеме вашего автомобиля.