Сабвуфер своими руками
Идея склепать сабвуфер появилась у меня уже давненько, тормозило все дело только наличие свободного времени и финансов, но и таковые вскоре появились. И вот, полный энтузиазма, я принялся за дело.
Выбор динамика
Первое, что я сделал, — помчался на рынок покупать динамик для будущего саба, чем сделал большую ошибку. После покупки динамика я долго вспоминал пословицу "поспешишь — людей насмешишь". Никто из людей, к счастью, не смеялся, но затылок мне пришлось почесать. И дабы уберечь вас от подобных проступков, настоятельно рекомендую перед тем, как начинать какое-либо САБостроительство, скачать из Интернета программку WinISD 0.44 (www.linearteam.dk). Далее есть три варианта действий по выбору динамика.
Вариант 1
В программе (WinISD) есть колоссальная база данных динамиков, из которой можно присмотреть себе-пару тройку таковых и только после этого двигать на рынок.
Вариант 2
Совершаем прогулку по рынку и магазинам, при этом записывая маркировку попавшихся на глаза НЧ-динамиков. Приходим домой, находим таковые в базе данных и прикидываем, как будет звучать будущий саб. Опять идем на рынок и покупаем.
Вариант 3
Идем на рынок и покупаем динамик ГДН35, ГДН50 или ГДН75. Первый и второй дешевле, третий — мощнее. Это отечественные НЧ-динамики, и стоят они в основном в трехполосных акустических системах. Все динамики обладают отличными частотными характеристиками и стоят достаточно дешево в сравнении с зарубежными аналогами. Только вот если вы живете в небольшом городе, то вряд ли на рынке или в магазинах найдете что-нибудь из этой серии. В таком случае вам необходимо дать объявление в местную газету (отбоя от продавцов не будет — проверено).
К счастью, мне удалось избавиться от купленного на горячую руку динамика с непонятным происхождением и купить ГДН35-1-8 — всего за 12 у.е.! Я думаю, вы уже догадались, к чему я веду?.. Я рекомендовал бы вам купить именно один из этих динамиков. На вид они, конечно, не очень, но это их единственный минус. А вообще при выборе динамика нужно исходить из таких критериев, как мощность динамической головки (чем больше, тем меньше искажения; у мощных головок большой и массивный магнит), диаметр диффузора (аналогично: чем больше, тем меньше искажения) и частота собственного резонанса (чем меньше, тем лучше — желательно 25-45 Гц). И еще. После покупки динамика не расстраивайтесь, если динамик начнет сильно резонировать при подключении в открытом пространстве. После помещения в ящик он будет вести себя совсем по-другому.
Сбор параметров динамика
Для дальнейшего проектирования ящика нам необходимо узнать некоторые характеристики динамика, а именно параметры Тиля-Смолла:
. Fs — частота резонанса в открытом пространстве;
. Qts — полная добротность динамика;
. Vas — эквивалентный объем.
С параметром Fs, я думаю, проблем быть не должно. Для ГДН35 Fs ? 38 Гц, для ГДН50 — 40 Гц, а для ГДН75 — 25-35 Гц. Если же динамик импортный и, к тому же, фирменный, то все его параметры вы без проблем найдете в базе данных программы WinISD 0.44. Qts — наиболее важный параметр для расчета ящика. Если говорить научным языком, то Qts — это отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts характеризует эффективность динамика на резонансной частоте. Проблема тут заключается в том, что НЧ-динамики стандарта ГДН за многие годы выпускались в разных местах. И параметры у них сильно разнятся. Конечно, лучшим вариантом было бы замерять Qts, но можно пойти и по другому пути, а именно при расчете ящика взять во внимание все возможные значения Qts и приготовить отходные варианты. Конечно, большинство источников полностью солидарны и дают следующие цифры: для 35ГДН-1-8 Qts = 0,4; для 35ГДН-1-4 Qts = 1±0,5; для 50ГДН-42Д Qts = 1±0,5; для 75ГДН-1-4 Qts находится в пределах 0,2-0,5; но, по правде говоря, полностью доверять этим цифрам не стоит. Так, например, на одном сайте я встретил и такое: Qts для 35ГДН-1-8 равно 1, а Qts для 35ГДН-1-4 равно 0,45, причем автор сайта уверял, что это паспортные данные… Последний параметр — Vas — не столь важен для расчетов, его можно принять для ГДН35 в пределах 40-50 л., для ГДН50 — 90 л., и для ГДН75 — 80 л.
Последние приготовления
Проектирование ящика будет происходить целиком и полностью в программе WinISD 0.44. Кроме вышеперечисленных параметров, программа запросит у вас еще некоторые:
. Z — сопротивление, оно указывается в маркировке динамика — например, для ГДН35-1-4 Z=4 Ом, для ГДН75-1-8 Z=8 Ом и т.д.
. Ре — предельная шумовая мощность: для ГДН35 Ре = 35 Вт, для ГДН50 Ре = 50 Вт и т.д.
. Qms — механическая добротность, для ГДН35 — 5,8; для ГДН75 — 2,38.
. Qes — электрическая добротность, для ГДН35 — 0,44; для ГДН75 — 0,31.
. dia — диаметр диффузора.
Остальные параметры можно просто упустить.
Проектирование ящика
Для начала разберемся, какие виды ящиков позволяет нам спроектировать наша программа. Их всего четыре. Давайте по порядку.
ЗЯ — закрытый ящик. Это довольно простой в проектировании ящик, но с минимальным КПД. Ящик должен быть полностью герметичным, что влечет за собой некие трудности.
ФИ — фазоинвертор. Ящик немного сложнее в расчете, но имеет высокий в сравнении с ЗЯ КПД.
БП4 и БП6 — бандпас 4-го и 6-го порядка. Ящики наиболее сложны как в проектировании, так и в изготовлении, но в то же время имеют максимальный КПД на низах и глушат высокие частоты.
Рекламировать определенный вид ящика не имеет смысла: у каждого из них есть свои плюсы и минусы. В принципе, выбор ящика во многом зависит от динамика. Какой ящик подходит к вашему динамику, подскажет сама программа. Видите столбик? Чем он выше, тем лучше будет звучать ФИ или 6-й БП, и наоборот. Это, конечно, хорошо, но перепробовать лучше все варианты.
Для начала проектирования создаем новый динамик в базе данных со своими параметрами. Жмем New, выбираем Own drivers, New, вводим параметры, OK, Close. Теперь создаем новый проект на базе созданного нами динамика. Повторяем процедуру создания проекта несколько раз с разными видами ящиков. Как видите, все очень просто и удобно. Само проектирование заключается в изменении размеров ящика и настройке частоты фазоинверторов. Программа в реальном времени реагирует на вносимые вами изменения и перерисовывает график зависимости звучания от частоты. Настройка частоты фазоинверторов подразумевает под собой изменения длины и диаметра труб. Изменив частоту на вкладке Box, в поле Tuning freq и перейдя на вкладку Vents, вы увидите, что длина трубы изменилась. Также на длину трубы влияет и ее диаметр, который можно задать в соответствующем поле. Но будьте внимательны и следите за тем, чтобы длина трубы не оказалась слишком большой, а также за тем, чтобы поле Vent mach не стало красным. Теперь обратите внимание на 3-й и 4-й графики (ЗЯ и ФИ).
Такой картины нужно избегать. Видите горб на частоте 45 Гц? Это говорит о том, что отдача на этой частоте максимальная, а также наводит на мысль, что частота резонанса сместилась в эту точку, что не гуд. Конечно, яма в графиках БП тоже не радует, но посмотрите, резонанс ушел на 25 Гц, а это значит, что саб будет выдавать чистый бас, а не гул. Конечно, идеальный вариант — это график, который пересекает линию в -3 дБ на частоте 25-35 Гц, дальше проходит примерно по линии в 0 дБ (чтобы увидеть разметку, растяните график вниз) и спадает где-то на 150-200 Гц, но на недорогих динамиках такого добиться практически невозможно.
В моем случае выбор очевиден — это БП, а вот какой именно, сказать трудно. Немного поразмыслив, я решил изготовить БП 6-го порядка, так как КПД у него выше. Ели вы окончательно определились с ящиком, то все, что вам остается, — это узнать размеры будущего саба (кнопка Box shape на вкладке Box). Программа сама подберет размеры в зависимости от толщины материла.
Изготовление ящика
Чтоб не объяснять долго на пальцах, я решил изобразить конструкцию ящика в CorelDraw. В качестве основного материала я использовал ДСП толщиной 18 мм (меньше брать не стоит), в качестве соединительных деталей — деревянные брусья. Вся конструкция собиралась с помощью саморезов и клея ПВА (для дерева) одновременно. Дырки под саморезы в ДСП просверливал заранее. Да, и не пытайтесь собрать ящик без брусьев, ведь саморезы держатся в основном за счет деревянных волокон, а из ДСП их просто вырвет давлением. Обрезать фанеру с точностью до миллиметра — задача не из простых, и вам никак не избежать щелей на стыках. Я боролся с этим явлением с помощью тырсы и ПВА. Делаете некий раствор тырсы с ПВА и промазываете стыки. Дешево и надежно. Или же еще один способ: забиваете в щель бумагу, затем проливаете ПВА, и так несколько раз. Одну крышку я на клей все же не посадил, а сделал ее съемной, и, как впоследствии оказалось — не прогадал. В качестве герметика для съемной крышки был использован поролон. В качестве фазоинверторов задней (по отношению к динамику) камеры были использованы канализационные трубы диаметром 34 мм. Трубы желательно обмотать еще скотчем или изолентой, чтобы увеличить толщину стенок. Идеальная толщина — 5-7 мм. В передней камере была использована бумажная труба диаметром 56 мм. Старайтесь спроектировать и смонтировать в передней камере трубу с максимальным диаметром. Для борьбы со стоячими волнами и вибрацией саб изнутри нужно обить звукопоглощающими (ватин, вата) и вибропоглощающими (поролон) материалами суммарной толщиной в 2 см. Хотя можно обойтись и без вибропоглотителя. Отдельно нужно сказать и о креплении динамка. Затяните гайки что есть силы, не забудьте о шайбах, да и по контргайке накиньте — не помешает. А то у меня за недельку крепление ослабло, и такие звуки начали издаваться — просто жуть.
На фотографиях еще не законченный вариант. Сейчас саб в процессе обивки обивочным материалом и инсталляции внутрь всей электроники. Кстати, об электронике. В следующей статье читайте о том, как можно дешево (20 у.е.) и быстро собрать усилитель к данному творению.
Впечатления
После всех доработок саб зазвучал очень неплохо. Звук обрел настоящий объем, стекла дребезжат — а чего еще надо? После сравнения звучания моего детища и сабвуфера из акустической системы Sven 5.1 я понял, что саб получился действительно хорошим, правда, вот с размером не сложилось.
P.S. Не подключайте саб к маломощным усилителям (до 30 Вт) — сабу-то ничего, а вот усилителю может быть…
Cамчук Виталий, vityok@online.com.ua¶
Выбор динамика
Первое, что я сделал, — помчался на рынок покупать динамик для будущего саба, чем сделал большую ошибку. После покупки динамика я долго вспоминал пословицу "поспешишь — людей насмешишь". Никто из людей, к счастью, не смеялся, но затылок мне пришлось почесать. И дабы уберечь вас от подобных проступков, настоятельно рекомендую перед тем, как начинать какое-либо САБостроительство, скачать из Интернета программку WinISD 0.44 (www.linearteam.dk). Далее есть три варианта действий по выбору динамика.
Вариант 1
В программе (WinISD) есть колоссальная база данных динамиков, из которой можно присмотреть себе-пару тройку таковых и только после этого двигать на рынок.
Вариант 2
Совершаем прогулку по рынку и магазинам, при этом записывая маркировку попавшихся на глаза НЧ-динамиков. Приходим домой, находим таковые в базе данных и прикидываем, как будет звучать будущий саб. Опять идем на рынок и покупаем.
Вариант 3
Идем на рынок и покупаем динамик ГДН35, ГДН50 или ГДН75. Первый и второй дешевле, третий — мощнее. Это отечественные НЧ-динамики, и стоят они в основном в трехполосных акустических системах. Все динамики обладают отличными частотными характеристиками и стоят достаточно дешево в сравнении с зарубежными аналогами. Только вот если вы живете в небольшом городе, то вряд ли на рынке или в магазинах найдете что-нибудь из этой серии. В таком случае вам необходимо дать объявление в местную газету (отбоя от продавцов не будет — проверено).
К счастью, мне удалось избавиться от купленного на горячую руку динамика с непонятным происхождением и купить ГДН35-1-8 — всего за 12 у.е.! Я думаю, вы уже догадались, к чему я веду?.. Я рекомендовал бы вам купить именно один из этих динамиков. На вид они, конечно, не очень, но это их единственный минус. А вообще при выборе динамика нужно исходить из таких критериев, как мощность динамической головки (чем больше, тем меньше искажения; у мощных головок большой и массивный магнит), диаметр диффузора (аналогично: чем больше, тем меньше искажения) и частота собственного резонанса (чем меньше, тем лучше — желательно 25-45 Гц). И еще. После покупки динамика не расстраивайтесь, если динамик начнет сильно резонировать при подключении в открытом пространстве. После помещения в ящик он будет вести себя совсем по-другому.
Сбор параметров динамика
Для дальнейшего проектирования ящика нам необходимо узнать некоторые характеристики динамика, а именно параметры Тиля-Смолла:
. Fs — частота резонанса в открытом пространстве;
. Qts — полная добротность динамика;
. Vas — эквивалентный объем.
С параметром Fs, я думаю, проблем быть не должно. Для ГДН35 Fs ? 38 Гц, для ГДН50 — 40 Гц, а для ГДН75 — 25-35 Гц. Если же динамик импортный и, к тому же, фирменный, то все его параметры вы без проблем найдете в базе данных программы WinISD 0.44. Qts — наиболее важный параметр для расчета ящика. Если говорить научным языком, то Qts — это отношение передаточной функции динамика на частоте Fs к передаточной функции на частотах, где амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) динамика горизонтальна, т.е. на частотах выше Fs. Другими словами, Qts характеризует эффективность динамика на резонансной частоте. Проблема тут заключается в том, что НЧ-динамики стандарта ГДН за многие годы выпускались в разных местах. И параметры у них сильно разнятся. Конечно, лучшим вариантом было бы замерять Qts, но можно пойти и по другому пути, а именно при расчете ящика взять во внимание все возможные значения Qts и приготовить отходные варианты. Конечно, большинство источников полностью солидарны и дают следующие цифры: для 35ГДН-1-8 Qts = 0,4; для 35ГДН-1-4 Qts = 1±0,5; для 50ГДН-42Д Qts = 1±0,5; для 75ГДН-1-4 Qts находится в пределах 0,2-0,5; но, по правде говоря, полностью доверять этим цифрам не стоит. Так, например, на одном сайте я встретил и такое: Qts для 35ГДН-1-8 равно 1, а Qts для 35ГДН-1-4 равно 0,45, причем автор сайта уверял, что это паспортные данные… Последний параметр — Vas — не столь важен для расчетов, его можно принять для ГДН35 в пределах 40-50 л., для ГДН50 — 90 л., и для ГДН75 — 80 л.
Последние приготовления
Проектирование ящика будет происходить целиком и полностью в программе WinISD 0.44. Кроме вышеперечисленных параметров, программа запросит у вас еще некоторые:
. Z — сопротивление, оно указывается в маркировке динамика — например, для ГДН35-1-4 Z=4 Ом, для ГДН75-1-8 Z=8 Ом и т.д.
. Ре — предельная шумовая мощность: для ГДН35 Ре = 35 Вт, для ГДН50 Ре = 50 Вт и т.д.
. Qms — механическая добротность, для ГДН35 — 5,8; для ГДН75 — 2,38.
. Qes — электрическая добротность, для ГДН35 — 0,44; для ГДН75 — 0,31.
. dia — диаметр диффузора.
Остальные параметры можно просто упустить.
Проектирование ящика
Для начала разберемся, какие виды ящиков позволяет нам спроектировать наша программа. Их всего четыре. Давайте по порядку.
ЗЯ — закрытый ящик. Это довольно простой в проектировании ящик, но с минимальным КПД. Ящик должен быть полностью герметичным, что влечет за собой некие трудности.
ФИ — фазоинвертор. Ящик немного сложнее в расчете, но имеет высокий в сравнении с ЗЯ КПД.
БП4 и БП6 — бандпас 4-го и 6-го порядка. Ящики наиболее сложны как в проектировании, так и в изготовлении, но в то же время имеют максимальный КПД на низах и глушат высокие частоты.
Рекламировать определенный вид ящика не имеет смысла: у каждого из них есть свои плюсы и минусы. В принципе, выбор ящика во многом зависит от динамика. Какой ящик подходит к вашему динамику, подскажет сама программа. Видите столбик? Чем он выше, тем лучше будет звучать ФИ или 6-й БП, и наоборот. Это, конечно, хорошо, но перепробовать лучше все варианты.
Для начала проектирования создаем новый динамик в базе данных со своими параметрами. Жмем New, выбираем Own drivers, New, вводим параметры, OK, Close. Теперь создаем новый проект на базе созданного нами динамика. Повторяем процедуру создания проекта несколько раз с разными видами ящиков. Как видите, все очень просто и удобно. Само проектирование заключается в изменении размеров ящика и настройке частоты фазоинверторов. Программа в реальном времени реагирует на вносимые вами изменения и перерисовывает график зависимости звучания от частоты. Настройка частоты фазоинверторов подразумевает под собой изменения длины и диаметра труб. Изменив частоту на вкладке Box, в поле Tuning freq и перейдя на вкладку Vents, вы увидите, что длина трубы изменилась. Также на длину трубы влияет и ее диаметр, который можно задать в соответствующем поле. Но будьте внимательны и следите за тем, чтобы длина трубы не оказалась слишком большой, а также за тем, чтобы поле Vent mach не стало красным. Теперь обратите внимание на 3-й и 4-й графики (ЗЯ и ФИ).
В моем случае выбор очевиден — это БП, а вот какой именно, сказать трудно. Немного поразмыслив, я решил изготовить БП 6-го порядка, так как КПД у него выше. Ели вы окончательно определились с ящиком, то все, что вам остается, — это узнать размеры будущего саба (кнопка Box shape на вкладке Box). Программа сама подберет размеры в зависимости от толщины материла.
Изготовление ящика
На фотографиях еще не законченный вариант. Сейчас саб в процессе обивки обивочным материалом и инсталляции внутрь всей электроники. Кстати, об электронике. В следующей статье читайте о том, как можно дешево (20 у.е.) и быстро собрать усилитель к данному творению.
Впечатления
После всех доработок саб зазвучал очень неплохо. Звук обрел настоящий объем, стекла дребезжат — а чего еще надо? После сравнения звучания моего детища и сабвуфера из акустической системы Sven 5.1 я понял, что саб получился действительно хорошим, правда, вот с размером не сложилось.
P.S. Не подключайте саб к маломощным усилителям (до 30 Вт) — сабу-то ничего, а вот усилителю может быть…
Cамчук Виталий, vityok@online.com.ua¶
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 08 за 2005 год в рубрике hard :: мультимедиа
