Улучшение звука в автомобиле, изготовление сабвуферов
Если вы обнаружили опечатку или ошибку, выделите это место мышкой и нажмите Система Orphus

PaltoFF.ru - пальто оптом от фабрики женских пальто --> ->

Улучшение звука в автомобиле. Изготовление сабвуферов

Я не являюсь профессионалом в звукотехнике и в автомобилях, но т.к. имею некоторый опыт изготовления звуковых колонок, то в качестве IMHO представлю здесь свои соображения по улучшению музыкального звуковоспроизведения в автомобилях. Я не считаю эти записки "истиной в последней инстанции", а всего лишь одним из вариантов решения проблемы. Если что-либо из написанного здесь пригодится и вам, то скажите мне "спасибо" словами или каким-либо материальным способом :-)

Определение критериев

Сначала нужно определиться, что вы хотите...
Если у вас есть куча денег, то сразу идите к профессионалам и скажите им свои пожелания, а уже они за ваши деньги всё сделают для вас и за вас.

Если вам нужно своим автомобилем озвучить окру́гу в радиусе пары кварталов и привлечь всеобщее внимание, то покупайте очень мощные динамики и усилители. Правда, попутно вам понадобится замена автогенератора на более мощный и покупка конденсатора емкостью от 1 фарады и выше. Всё это требует значительных денежных вливаний. И, скорей всего, пона­добится обращение к профессионалам.

Ну, а если у вас с деньгами не очень "просторно", но вы хотите иметь хороший звук для личного (индивидуального) прослушивания, то вполне реально это сделать самому, и не очень дорого.

Во-первых, совсем не обязательно покупать дополнительные усилители. Современные автомагнитолы выдают в нагрузку до 40-50 ватт на каждый из 4 каналов, чего вполне достаточно для озвучивания любого автомобиля. Вам нужно будет только усовершенствовать акустику, чтобы она могла воспроизводить низкие частоты, начиная хотя бы с 40-50 герц, а ещё лучше с 20-30 герц (в то время как штатные динамики обычно воспроизводят звук не ниже 70-100 герц).


Выбор динамиков

Для изготовления сабвуферных колонок необходимо подобрать динамики с наименьшим показателем нижней резонансной частоты. О проверке динамиков по этому показателю подробно написано в статье "Методика проверки и выбор динамиков для изготовления колонок".
О проверке амплитудно-частотной характеристики усилителя мощности подробно написано в статье "Проверка АЧХ усилителя".

Теперь нужно определиться, какого типа акустику вы будете делать и что и как менять. Пока не рассматриваем вариант изменения фронтального звука, а будем расширять воспро­изведение частот в сторону более низких на тыловых динамиках, находящихся в задней части салона. Можно выбирать из комбинации нескольких вариантов:

  • в дополнение к имеющимся динамикам подключить низкочастотные (НЧ). Для этого нужно будет кроссовером (частотным фильтром) разделить частотный диапазон усилителей (20 герц - 20 кгц.) на два канала: низкочастотный (от 20 до 100-150 герц, направить на НЧ динамики) и средне-высокочастотный (от 100-150 гц. до 20 кгц., направить на штатные динамики)
  • штатные динамики поменять на широкополосные двух-трёхкомпонентные (коаксиальные), воспроизводящие частоты от самых низких до самых верхних.
  • изготовить отдельные корпуса для динамиков правого и левого каналов
  • изготовить один общий корпус для низкочастотных динамиков обоих каналов
  • встроить динамики в полку багажника, использовав в качестве корпуса колонки сам багажник.
  • купить и установить в салон готовые низкочастотные (сабвуфер) или широко­полосные двух-трёх канальные звуковые колонки, заменив ими или дополнив имеющиеся штатные

Самое простое - купить и установить готовые колонки или сабвуфер (активный или пассивный, т.е. со встроенным усилителем мощности или без него), проверенные вами с помощью генератора звуковых частот (объём архива 22Кб.) и качественных басовитых звукозаписей. Так например, я купил в комиссионке всего за 40$ пару двухполосных 100 ваттных колонок Panasonic, с диффузорами диаметром 8 см., с фазоинвертором (специальным образом настро­енная дырка в корпусе), воспроизводящих частоты начиная от 43 герц. Просто подключив их вместо штатных тыловых динамиков, вы получаете очень неплохое звучание.

Если хотите иметь ещё более низкий, мягкий и мощный звук, то покупайте низкочастотные динамики с диаметром диффузора не менее 15 см.  (лучше больше, вплоть до 30-40 см., а то и все 50 :-), разрез динамика и определение диаметра диффузора а нижней резонансной частотой (Fs) чем меньше, тем лучше (жела­тельно в диапазоне 20-30 гц., но и в диапазоне 30-40гц. тоже будет неплохо, но ни в коем случае не выше).

Динамики с диффу­зорами боль­шего размера пред­почтительней также потому, что чем больше размер диффузора, тем больше звуковое давление, раз­виваемое динамиком, т.е. при одинаковой подводимой мощ­ности они игра­ют громче, чем динамики с диффузором меньшего диаметра.

Мощность динамиков должна быть в 2-4 раза больше мощности усилителя для умень­шения искажения звука. (Если максимальная мощность усилителя 50 ватт, то динамики нужны по 100-200 ватт). Но, в принципе, для озвучивания салона авто достаточно динамиков мощностью 20-50 ватт.
примечание1: в приводимых ниже формулах, за исходную единицу для расчётов берётся не диаметр динамика, а диаметр диффузора. Обязательно имейте это ввиду и не путайте эти два понятия и их размеры, иначе вы неправильно рассчитаете и изготовите свои колонки.
примечание2: также не путайте два понятия - "динамик" и "колонка". Часто неопытные люди динамик называют колонкой, в то время как "колонка", это законченная конструкция из одного или более динамиков, корпуса и кроссовера (при его необходимости). А "динамик", это просто одиночный динамик, с диффузором круглого, овального, прямоугольного в плане вида. Динамик устанавливают в какой-либо корпус, чтобы изготовить звуковую колонку.


Выбор типа корпуса, его расчёт и изготовление

При изготовлении корпуса колонки нужно выполнить следующие требования:

  1. материал, из которого изготовляют корпус, не должен вибрировать

  2. внутренний объем колонки должен быть герметично закрыт, чтобы исключить акусти­ческое короткое замыкание (К.З.) по нижним частотам

Колонка в виде закрытого ящика

При изготовлении закрытого ящика нужно помнить, что чем меньше объём ящика, тем сильнее повышается нижняя резонансная частота системы и, следовательно, тем хуже и тише воспро­изводятся низкие частоты. Увеличение резонансной частоты акустической системы изменя­ется следующим образом:
 
при Vя(л.) = D(см.); Ку = 1,2 раза
при Vя(л.) = ½D(см.); Ку = 1,35 раза
при Vя(л.) = ¼D(см.); Ку = 1,8 раза
 
т.е. при диаметре диффузора 15 см. и Fs=31 герц
при Vя = 15л.; Fs×Ку=31×1,2=37,2 герц
при Vя = 7.5л.; Fs×Ку=31×1,35=41,8 герц
при Vя = 3,75л.; Fs×Ку=31×1,2=55,8 герц

Чтобы не происходило значительного увеличения резонансной частоты системы, жела­тельно чтобы внутренний объём звуковой колонки был не менее:
 
V(см³)=125×D²(см) или
V
(л)=12,5×D²(дцм)
 
для динамиков с диаметром диффузора более 16 см. допустимо воспользоваться формулой
 V(л)=D(см)×2
 
т.е., если диаметр диффузора динамика равен 15 см. (или 1,5 дециметра), то внутренний объём ящика должен быть V=12,5×1,5²=12,5×2,25=28,125, или не менее 28 литров.
а если диаметр диффузора динамика равен 25 см., то по первой формуле внутренний объём ящика должен быть 78, а по второй формуле - 50 литров. Правда, во втором случае нижняя резонансная частота получится на несколько герц выше, чем при расчёте по первой формуле.

Если в один корпус ставите два динамика, то эффективный диаметр определяется по формуле:

Dэф=     D1²+D2²

т.е., если два динамика по 15 см, то Dэф=21,21см., а объем ящика в пределах 42-56 литров.

При этом необходимо иметь ввиду, что сами динамики также имеют собственный объём, вычитающийся из полезного объёма колонок. Поэтому объём колонок нужно делать больше, на величину объёма динамиков, от 0,5 до 3 литров, в зависимости от размеров динамиков и их магнитной системы.

Колонка с фазоинверторомКонструкция колонки с пассивным фазоинвертором

Если вы не можете позволить себе делать ящик нужного объёма, но меньше расчётного, то для улучшения воспроизведения нижних частот необходимо будет делать фазоинвертор. Но это довольно сложно, поэтому я не буду расписывать его настройки. Единственный вариант ящика с фазоинвертором, не требующим особых расчётов и настроек, это ящик с пассивным фазоинвертором. В этом случае вместо фазоинвертора используют динамик, идентичный рабочему, но его звуковую катушку не подключают к усилителю. 

В качестве звукопоглотителя для фазоинверторной колонки применяют: войлок, толщиной 0,5-1 см.; вата, толщиной 2-4 см.; поролон, толщиной 2-5см. или современные звукопоглощающие материалы. Звукопоглотитель распределяют (приклеивают) по всем шести внутренним сторонам стенок колонки.

Если всё же хотите самостоятельно рассчитать колонку с фазоинвертором, ознакомьтесь с информацией на baseacoustica.ru, cxem.net, irls.narod.ru, avc.ru.


При выборе типа колонки нужно учитывать, что правильно рассчитанная и изготовленная колонка типа "закрытый ящик" по сути является "мониторной", т.е. она воспроизводит максимально прямо­линейную АЧХ, определяемую только параметрами динамиков. А самодельная колонка с фазоинвертором может иметь нежелательные "горбы" и "спады" в частотной характеристике в районе низких частот.

Для расчёта корпуса звуковой колонки любого типа можете использовать программу JBL SpeakerShop, её дистрибутив с описанием работы лежит на http://www.alteam.ru/ (размер архива 2.7 Мб). Ещё несколько программ можно скачать с сайта http://www.caraudio.ru/

Изготовление корпуса колонки

Для изготовления корпуса колонки не рекомендуется брать натуральное дерево, т.к. оно будет сильно вибрировать на своих собственных частотах и искажать звуковую картинку. Лучше использовать ДСП или МДФ, толщиной 15-20 мм., они меньше вибрируют. Места стыков стенок промазать клеем ПВА и стянуть шурупами. Когда клей высохнет, с внутренней стороны ящика эти стыки можно еще раз хорошо промазать клеем, чтобы он заполнил имеющиеся щелки. После полного высыхания клея все стыки внутри ящика дополнительно промазать пластилином для лучшей герметизации колонки (совсем забыл, ведь сейчас в продаже имеются силиконовые герметики, в том числе и для дерева, используйте их для герметизации :-)
Для уменьшения вибрации стенок, на них рекомендуется наклеить рубероид или линолеум клеем №88 или резиновым, с внутренней стороны ящика, в 1-3 слоя. Или используйте для этой цели современные материалы для виброизоляции: "Вибропласт", "Битопласт", "Визомат", но цена у них значительно дороже.

В зависимости от способа крепления динамиков их крепят Конструкция колонки типа 'закрытый ящик' к стенке или до окончательной сборки колонки, изнутри (также заранее заведя в ящик провода, или использовав специальные контактные разъёмы); или после окончания сборки и герметизации ящика, в случае их крепления снаружи.

Обязательно нужно весь внутренний объём ящика заполнить звукопоглощающим матери­алом: или ватой, или ватином, или поролоном (по которому нужно предварительно хорошенько потоптаться), в самом крайнем случае - хорошо смятыми тряпками. Назначение этих материалов - гасить звуковые волны и создавать акустическую нагрузку (демпфирование) на диффузор. Чтобы вата или ватин не попали внутрь конструкции динамиков и не зажали диффузор, окна корпуса динамика предвари­тельно заклейте марлей (капроном, тюлем) в 1-3 слоя. Как вы оформите ящик снаружи, какой вид ему придадите, это дело вашего вкуса и фантазии.


Особое внимание при подключении колонок к магнитоле необходимо обратить на полярность их включения. Обычно все четыре динамика, полярность подключения НЧ динамика воспроизводящие нижние частоты, подключают таким образом, чтобы плюсовые клеммы динамиков включались в провода выхода сигнала с усилителя. А минусовые - в провода средней точки электропитания (на клеммах выходов усилителей даже может стоять маркировка "+" и "-"). Определить плюсовой провод дина­мика можно с помощью "пальчиковой" батарейки на 1,5в. Если при подключении батарейки диффузор динамика движется вперёд (наружу), то вывод динамика, к которому подключен плюсовой вывод батарейки, является плюсовым. Вновь подключаемые тыловые динамики необходимо подключить в одной полярности с фронтальными. Это определение полярности подключения НЧ динамиков на слух нужно для того, чтобы низкие частоты излучались в одной фазе и не уничтожались. Полярность легко проверить на слух. Включив басовитую музыку, поставить колонки лицом друг другу, чтобы их поверхности образовывали очень острый угол, вначале подключив одну колонку, а потом вторую, в одной полярности, а затем в другой. В каком положении полярности басы будут звучать наиболее громко, это и будет правильное (синфазное) подключение.

В случае, если вы в одном корпусе разместили два НЧ динамика, воспроизводящих сигналы левого и правого тыловых каналов, также необходимо выполнить условие полярности, иначе ваш сабвуфер будет звучать очень плохо за счёт взаимного гашения (К.З.) звуковых волн.определение полярности подключения НЧ,СЧ,ВЧ динамиков

Если используется 2-3-х канальное разделение звука (всегда кроссовером, т.е. частотным филь­тром) полярность подклю­чения динамиков можно проверить также с помощью батарейки на 1,5-4,5в. При подключении / отключении батарейки диффузоры всех дина­миков должны двигаться одновременно в одну сторону (эту проверку необходимо прово­дить, предвари­тельно отклю­чив от усилителя провода, ведущие к динамикам. См. на картинке слева).

 


Использование багажника в роли звуковой колонки

Теоретически, использование багажника в роли звуковой колонки (в этом случае обеспечивается режим free-air для динамика) является лучшим решением в плане воспроизведения низких частот, т.к. в этом случае из-за большого внутреннего объёма багажника не будет происходить заметного подъёма нижней резонансной частоты системы. Но... практически вам будет довольно трудно выполнить два необходимых условия, касающихся виброзащиты и герметичности емкости багажника.

В этом случае единственным местом для установки динамиков является полка багажника, находящаяся между задними сиденьями и задним стеклом автомобиля. Эту полку, чтобы она не прогнулась со временем под тяжестью динамиков, необходимо усилить алюминиевыми уголками, и приклеив, и затянув на винты уголки как вдоль полки, так и поперёк её в нескольких местах, а также защитить полку от вибраций. Для этого, если позволяет конструкция полки, можно использовать плиту из ДСП или МДФ. А если невозможно, то наклеить по всей площади тыльной стороны несколько слоёв рубероида, линолеума или современных виброгасящих материалов. Но может оказаться, что проще и надежней изготовить из ДСП или МДФ новую полку, используя старую в качестве шаблона для выкройки. Для усиления краев отверстий, в которые Вы будете крепить динамики, можно использовать листы дюраля толщиной 3-5 мм. с отверстием необходимого диаметра для диффузора. Заодно они могут выполнять и декоративные функции.

Особенно тщательно нужно усиливать полку багажника в автомобилях с кузовом "хэтчбек" (например, Фольксваген Гольф) и Нива 2121. В этих случаях, кроме собственно усиления полки, необходимо продумать надежную конструкцию петель, позволяющих поднимать (откидывать) полку в случае необходимости.

В самом багажном багажник автомобиля в роли звуковой колонки отделении нужно будет наклеить пару слоёв рубероида или линолеума (вибропласта, битопласта, визомата - эти в один слой, но необходимой толщины) на те поверх­ности, которые могут вибрировать от звуковых колебаний, создаваемых динамиками. Ну и конечно, на все звукоотражающие поверхности нужно будет наклеить или закрепить любым способом слой звуко­поглощающего материала, например войлок или мелкопористую резину, чтобы гасить звуковые волны.

Хорошая статья "Шумоизоляция и аудиопод­готовка багажника", с иллюстрациями, выложена на сайте http://www.td-audio.ru/. Информационная статья о вибро и звуко изоляционных материалах лежит на http://autodela.ru/.

В конце всех работ необходимо не забыть о чрезвычайно важном мероприятии: обеспечить герметизацию багажного отсека и от салона автомобиля и от улицы, чтобы звуковые волны, излучаемые тыльной стороной динамиков, не могли попасть в салон и не происходило акустического К.З. на низких частотах. Каким способом вы будете выполнять герметизацию, зависит от вас самих. Помните только, что чем больше щелей и щёлочек останется, тем хуже будут воспроизводиться низкие частоты, ради звучания которых вы и начали эту трудоёмкую работу.


Проверка звучания изготовленной акустики

О проверке амплитудно-частотной характеристики изготовленной акустики подробно написано в статье "Методика проверки звуковых колонок",


Пример реальной конструкции самодельного сабвуфера Самодельный сабвуфер, объём ~60л.

Для озвучивания трёхдверного Мицубиси Паджеро своего сына я собрал пассивный сабвуфер из пары старинных НЧ динамиков ещё советского производства, 8ГД-1 (обратите внимание: всего лишь восьми­ваттные :-). Предварительно доработал динамики так, что их резонансная частота снизилась до 28 герц.

По описанной выше методике собрал ящик закрытого типа. По расчётам, его внутренний объём должен был составлять 98л., но я смог сделать только 60л. (ну так получилось, нужно же оставить место и для кое-какого багажа :-) В результате резонансная частота системы повысилась до ~34 гц. Динамики сабвуфера (Д3, Д4) подключил дополнительно к штатным тыловым динамикам (Д1, Д2) по схеме. В разрез цепи штатных динамиков включил простейший фильтр ВЧ (конден­саторы С1 и С2, каждый из которых составлен из двух электро­литических конденсаторов ёмкостью 40Мкф, включенных встречно). Снаружи все стороны колонки оклеил шерстяной тканью под цвет обивки салона. Вместо ткани можно оклеить карпетом.

Звучание магнитолы, особенно при режиме эквалайзера "Рок", стало очень басовитым и "мягким". И что особенно приятно, такая музыка встала мне не в несколько тысяч баксов (как любят у нас оторваться некоторые), а почти даром :-)

Нравится

ВЫЙТИ

Copyright © Полубоярцев А.В.