3-х полосная АС на самодельных динамиках по типу Acoustic Research AR-5

08.10.17   Chugunov   17 313   26   Имея на руках некоторое число старых и самых обыкновенных советских динамиков, мне захотелось собрать на них колонки (МАС — малогабаритная АС) и посмотреть, что можно получить из этой затеи.Считаю, что конструкция годится для повторения, затраты на комплектующие невелики. Если бы я применил редкие импортные динамики, возможность точного повторения была бы минимальной. Частотный диапазон готовой АС 40…20000 Гц.

Содержание / Contents

↑ Выбор типа АС

С течением времени и накоплением определенного опыта, постепенно я пришел к выводу, что двухполоска – это хорошо, но для неё трудно найти подходящие динамики хорошо звучащие в достаточно широкой полосе частот. Есть динамики 6ГД-2 и некоторые другие, но они дефицитны и малогабаритные АС на них точно не сделать, 6ГД-2 требуют ящиков размером с небольшой холодильник. Чтобы получить более-менее низкую частоту на щите, он должен быть очень большим, это тоже не МАС. Для МАС остается только ФИ т. к. на мой взгляд, нет советских динамиков способных обеспечить бас в небольшом ЗЯ. Все известные мне НЧ динамики имеют резиновый подвес (были с поролоном, но в данное время им требуется обязательная замена подвесов, да и объем ящика будет великоват для МАС) и плохо звучат на СЧ, а эти частоты для меня очень важны т. к. считаю, что именно они определяют общее качество звука. Все советские МАС сделаны по двухполосной схеме, имеют высокую частоту раздела, примерно 5 кГц, поэтому звучат невыразительно из-за того, что «резиновый» НЧ динамик звучит выше 1…2 кГц далеко не лучшим образом. Большинство промышленных АС, даже собранных по трехполосной схеме, тоже звучат на СЧ мутно т.к. в них обычно установлен «резиновый» 15ГД-11. Этим обстоятельством и вызвано огромное число статей по переделке 25АС, 35АС и их клонов. Поэтому для проекта был выбран трехполосный вариант с бумажным СЧ динамиком. Кроме того, я считаю, что для СЧ динамика лучшее оформление — щит или неглубокий ОЯ. Щит предпочтительнее по звуку, но неудобен по конструктиву.Поэтому выбор типа колонок такой: трехполоска, НЧ динамик в небольшом ящике с ФИ, СЧ динамик в небольшом неглубоком ОЯ, ВЧ динамик на крохотном щите.

↑ Выбор динамиков

Выбор динамиков был вызван несколькими обстоятельствами.Имея по нескольку штук каждого типа динамиков, я мог сравнивать их характеристики и выбрать лучшие, оценить разницу между однотипными динамиками. Динамики хотя и очень старые, но до сих пор доступные и весьма дешевые. Некоторые выпускаются и сегодня, но по поводу новодела ничего сказать не могу. У меня есть немало разных СЧ-ШП динамиков, но по разным причинам я отклонил их, выбрал 3 ГДШ2-8 (2ГД-40).Выбор ВЧ динамиков был сильно ограничен. Самый доступный – 2ГД-36, он стоял в каждом телевизоре. Динамики 10ГД-35 и аналогичные в данном случае ставить нецелесообразно, кроме того, слишком большое число клонов ухудшает возможность повторения т. к. они несколько отличаются друг от друга. 3ГД-31 требует кардинальной доработки.НЧ динамик 25ГДН3-4 (15ГД-14) для МАС — почти единственный. Лучшим выбором был бы 15ГД-17, но они весьма дефицитны, а 25ГДН3-4 стоят в 15АС-109 и множестве их клонов, поэтому доступны. Выбор НЧ динамика обусловлен и тем, что в 15АС-109 он звучит неплохо.Наверное, можно поставить 10ГД-34, но он имеет более слабый магнит и заметно худшие характеристики. Остальные широко распространенные советские динамики для МАС, такие как 10ГД-30, не годятся т. к. требуют намного большего ящика. Можно поставить другой НЧ динамик, если ему достаточен ящик до 20 литров.

↑ Доработка динамиков

К сожалению, со временем, параметры динамиков ухудшаются, в первую очередь это касается НЧ динамиков из-за того, что их диффузор имеет наибольшую амплитуду колебаний. Резиновый подвес дубеет, токосъемные провода разрушаются.При необходимости, для восстановления качества, надо отремонтировать динамики, особое внимание уделить подвесу. Вариант доработки я предлагал в статье «Доработка малогабаритных колонок 15АС-109 и им подобных».Необходима также доработка СЧ динамиков. Гофр (весь диффузор пропитывать нельзя) пропитать жидким раствором герлена. Процесс подробно описан Шоровым и его последователями. Но этого оказалось недостаточно. При прослушивании собранных и настроенных колонок, звук был несколько жестковат. Причина оказалась в высокой акустической добротности динамиков. Пришлось применить ПАС, это дало заметный положительный результат.Попытки доработать 2ГД-36 по методике улучшения 3ГД-31, положительного результата не дали.

↑ Разделительный фильтр АС

Мне было интересно попробовать модные последовательные фильтры, получить опыт работы с ними. Впечатления оказались неоднозначными. Могу точно заявить, что это не панацея. Для этих фильтров нужны динамики с ровными АЧХ в рабочей области и без значительных выбросов даже вне рабочего диапазона. Мне не удалось ровно свести СЧ-ВЧ динамики на частоте около 5 кГц, вынуждено получилось только на частоте 8…9 кГц, что имеет свои недостатки. Раздел НЧ-СЧ на 500 Гц.В отличие от параллельных фильтров, где фильтр для каждого динамика можно настраивать отдельно и независимо, здесь есть нежелательная взаимозависимость, что усложняет настройку.В итоге получился вот такой фильтр.Схема последовательного фильтра АСПо заявлению автора такого решения, схема обладает наиболее гладкими стыками т. к. всё что отрезается фильтрами НЧ и ВЧ поступает на СЧ динамик. Мысль интересная и всё так и было бы, если вместо динамиков стояли резисторы. Но, как я много раз писал, динамики, как электромеханические устройства, обладают своим норовом и результат может не оправдать ожиданий.

↑ Конструкция АС

АС состоит из трех корпусов. Нижняя часть – ФИ объемом примерно 15 литров. Это больше общепринятого, но у меня были готовые ящики от купленных когда-то АС. Пришлось подстраиваться под него. Труба ФИ получилась очень длинная – 27 см и пришлось ее делать Г-образной. Сделана из стандартной сантехнической трубы диаметром около 50 мм. Поскольку этот пластик клеить трудно, я сварил его паяльником, получилось достаточно прочно, уплотнение с корпусом сделано изолентой, шов изнутри обработан термоклеем. Лицевая панель АС съемная.СЧ динамик в ОЯ, желательно его делать минимально глубоким. ПАС выпилена из отрезка ламината, большое отверстие – под магнитную систему динамика, малые диаметром 10 мм для ПАС. Число отверстий некритично, можно сделать около 20. Сначала я сделал с запасом, потом заклеивал их малярным скотчем. Акустическая добротность уменьшилась с 11 примерно до 1. Все делалось по рекомендациям Шорова. Материал взят от старой льняной простыни, натянут во влажном состоянии на ламинат, покрытый клеем 88-Lux. По периметру ткань закреплена скобами столярного степлера. При высыхании ткань дополнительно натягивается.ВЧ динамик установлен на маленьком прямоугольном кусочке ламината.Поскольку сделано три независимых корпуса, появилась возможность сдвига динамиков внутрь. СЧ сдвинут примерно на 4 см, ВЧ тоже на 4 см относительно СЧ. И если сдвиг СЧ динамика относительно НЧ мало влияет на форму измерительного импульса, то сдвиг ВЧ динамика достаточно заметен, величина сдвига выбрана оптимальной для прослушивания колонок с расстояния 2…2,5 метра. Хочу отметить, что если все динамики разместить традиционно в одном корпусе, выполнить это смещение будет очень затруднительно. Представьте себе углубление в 8 см…Можно спорить по поводу пользы такого решения, но оно примерялось в некоторых колонках очень давно и думаю, что от него отказались из-за нетехнологичности.Впрочем, такое решение применяется и сегодня, но не в деревянных, а литых корпусах – пластмассовых или металлических. Для этого углубление делается пологим, некоторые считают, что это рупор, но это не так – это способ сдвинуть динамики внутрь. Думаю, меломаны разницу услышат, я не проводил специальных испытаний на музыке, а настраивал с помощью компьютерных программ и микрофона. Высота колонки 73 см, если слушать сидя в кресле, подставка под колонку не нужна. Направление осей СЧ и ВЧ динамиков выбрано сознательно.

↑ Итоги

Благодаря комплексу вышеизложенных мер, получился хороший результат, выше ожиданий. Звук не отличный, т.к. для него нужны динамики более высокого класса, но хороший.Думаю, лучше любой советской малогабаритной АС, что не удивительно т.к. они двухполосные. Что касается промышленных трехполосок, то здесь ситуация неоднозначная. Ясно, что по мощности (уровню громкости), мои колонки не могут тягаться с сериями клонов 25АС и 35АС. Не могут тягаться и по количеству баса, несмотря на то, что мои колонки работают примерно от 34 Гц по уровню -3 дБ, динамик такого малого диаметра, заметно уступает по мощи НЧ динамикам серии 25ГД, 30ГД. Но 2ГД-36 звучит мягче, чем 10ГД-35. А главное преимущество — на СЧ. Резиновые 15ГД-11 звучат явно хуже, хотя и громче. Думаю, суммарный баланс в пользу этих МАС, но не для любителей убойного баса.Для домашнего применения громкости данных колонок вполне достаточно, несмотря на низкую чувствительность 25ГДН3-4. А для дискотеки – нет. Но для дискотеки качество не нужно. Целью моих опытов было опробовать некоторые приёмы и методы настройки, посмотреть, что можно сделать из дешевых и доступных динамиков, и при положительном результате предложить читателям «Датагора» новую статью.Считаю, что конструкция годится для повторения, затраты на комплектующие невелики. Если бы я применил редкие импортные динамики, возможность точного повторения была бы минимальной.Частотный диапазон АС – минимально 40…20000 Гц, фактически, по стандартной методике, даже шире.Колонки хорошо работают с усилителем В. Мосягина (MVV) на LM1875 по «помповой» схеме.Графиков измерений не даю, кто пожелает — измеряйте сами, например, по описанным мной на Датагоре методикам.Спасибо за внимание!

Камрад, смотри полезняхи!

Сергей (Chugunov)РФ, МоскваСписок всех статейПрофиль ChugunovО себе автор ничего не сообщил.

Читательское голосование

Статью одобрили 76 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Поделись с друзьями!

Связанные материалы

О чувствительности динамиков и АС, мощности и прочем… При постройке АС, особенно для ламповых усилителей, попадаются старые динамики, у которых… Доработка малогабаритных колонок 15АС-109 и им подобных… Думаю, не подлежит сомнению, что наилучший звук можно получить только от полноразмерных напольных… Углы и овалы. Простые мониторы с переменным сопротивлением. 1ГД-40 + 2ГД-36… Я с детства не любил овал, я с детства угол рисовал… Колонки эти зародились неожиданно. В 1998… Напольные трехполосные АС… Идея собрать АС родилась давно, но не было то времени, то возможности. Наконец собравшись, решил,… Двухполосные акустические системы в открытом оформлении… В последнее время у части радиолюбителей получили признание акустические системы с открытым… Доработка динамических головок 3ГД-31. Новый взгляд 30 лет спустя… Динамики 3ГД-31 пользуются дурной славой и их часто называют самыми плохими пищалками. Справедливо… Акустические системы QUADRAL Allsonic SM 90 II. Замена подвесов басовых динамиков… Статья посвящена замене подвеса на басовом динамике АС QUADRAL Allsonic SM 90 II, но при… Улучшение динамиков 10 ГДШ-1-4 (10 ГД-36К) и новая АС закрытого типа… Я вам покажу на реальном примере, что можно сделать со старыми колонками, а именно с их динамиками,… Проект АС «Домино». Фронтальная акустика на автодинамиках Cerwin-Vega… Это обещанная статья в комментариях к «Широкополосные динамики Visaton BG-20 в акустике домашнего… Термопресс для изготовления подвесов к квадратным динамикам… Многим приходилось сталкиваться с проблемой рассыпавшихся подвесов у квадратных динамиков японских… Колонка центрального канала с лабиринтом… Моделью колонки послужили акустические системы с лабиринтом Akai SW-30 JET ROAD SYSTEM. В Японии,… Полные характеристики динамиков Alphard… Друзья, выкладываю таблицу в формате Exell по динамикам Alphard. В таблице данные почти по всему…

Общаемся по статье 💬

«Самодельные трёхполосные колонки 15МАС-1 на советских динамиках»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

После пары-тройки самодельных АС из оригинальных советских динамиков я решил что в исходном виде они мне не подходят и надо учиться их делать самому. По крайней мере басовики. С ними всё просто, работают в поршневом режиме и не надо особых заморочек с диффузором.

Первой ласточкой была переделка 10 ГД-30E под трёхслойную катушку. Можно сказать что Игорь Германович (на “бороде” ник Abettor) мой интернетовский наставник и вдохновитель опытов с динамиками. Кроме новой катушки я поставил очень мягкий подвес, клеенный, как у Лаутеров, диффузор и текстолитовый паук. Из родного осталась лишь корзина и магнит. Паук я и сейчас применяю, но не из-за особого звука, а лишь потому, что утончая ему ноги можно до необходимого снизить резонанс. Уже на тот момент динамик имел резонансную 22 Гц. Валялись у меня страшные, но целые ящики от какого-то подобия 10 МАС-1М. Вот туда временно я и поставил эти самоделки. Меня впечатлил их звук. Что запомнилось, на них я впервые услышал что бас-гитара умеет рычать. Тогда я ещё не имел нынешних знаний по закрытому ящику и эти коробки воспринимал как временный и явно тесный ящик. Вот только вокруг столько пишут о бубнении НЧ в тесных ящиков 10МАС, а я никак не мог понять, где же у меня это самое бубнение. Поддаю мощи, а он не кричит, громкость растёт, но крика легких ШП нет, тембральный баланс не меняется.

В это время мне попали в руки ульяновские 4А-32 с совсем порванными диффузорами и необычные самоделки в виде МС от 75 ГДН-1-4 и корзины с 10ГД-30. Я сделал 8″ с корзиной 10 ГДШ-1-4 и магнитами 4А-32, Диффузор туда применил покупной для 10ГД-30, но сточив его до половинного веса. Подвес купил ему поролоновый довольно жесткий. Резонанс вышел 35 Гц. Параллельно у этих непонятных восьмёрок я сточил диффузор до 7 грамм (там был толстенный обрезанный от 75ГДН), намотал катушку 8 Ом в 3 слоя, подвес поставил с первой самоделки, очень уж мне его мягкость понравилась.

Отслушивал обе пары в том же ящике 18 литров. Если первый был хорош, но типичный ШП, то второй за счёт своей большой катушки, низкого резонанса и относительно тяжелой подвижки был явным басовиком. Второй мне понравился больше, ему даже фильтр особо не нужен был и так ранний спад. После небольшого сравнения головок в пару ему остался работать 1 ГД-50.Вот я и пришёл к своему звуку. Я надолго полез в теорию закрытых ящиков и параллельно посматривал на продающиеся за недорого советские головки. Мне довольно быстро повезло и я купил за смешную сумму в 400 рублей пару 30ГД-2 в отличном состоянии. Интернет же мне выдал фамилию некого Вильчура и я решил максимально скопировать одну из его АС. Раз уж делать так по мотивам отцов-основателей…

Остановился я на AR-5.

Облазил кучу иностранных сайтов в поиске информации о строении и параметрах родных головок. Оказалось что 30ГД-2 как заготовка для басовика довольно хорошо подойдёт.

Что требуется от оригинального динамика с “воздушным подвесом”? Лёгкий диффузор, сильный мотор и максимально мягкий подвес. Родной диффузор 30ГД-2 я сумел утончить до 8 грамм (с колпачком) при этом толщину сделал у катушки больше и она плавно уменьшается к краям. Тут нет ничего сложного для повторения. Диффузоры динамиков семейства 30ГД-2 и 10ГД-30 изначально как бы слоистые и хорошо получается кончиком ножа со сменными лезвиями подцеплять и отрывать мелкие кусочки диффузора не боясь что порвёшь вглубь. Неровности переходов выравниваются шкуркой. Естественно постоянно контролируется вес, толщина и жесткость диффузора. С диффузорами динамиков вроде 6гд-2 такое не сделать, да и ни к чему. Сравните исходные 30-40 грамм родного диффузора с колпачком и 8 грамм с колпачком на выходе.

Катушку привычно намотал в 3 слоя. Провод 0,315 мм (0,36 мм по лаку), 193 витка, омическое 6,7 Ом, вес 23 грамма. Высота намотки вышла 24 мм. Вместо ЦШ осознанно поставил паука. Раза 3 подтачивал ему лапы чтоб и снизить резонансную но и в зазоре чтоб держало катушку. С покупной же ЦШ тут лотерея по жесткости. Впрочем думаю вполне рабочим будет вариант у жестковатой ЦШ сделать симметрично несколько отверстий пока жесткость не станет в нужных пределах. А вот с верхним подвесом вышла заминка. Я купил родные резиновые подвесы, как для 30ГД-2 они вполне мягкие но не для моих легких подвижек.

В очередной раз мне повезло, на Ю-Тубе один автор (огромное ему спасибо за идею) сделал подвес для (страшно подумать) 4 ГД-35 из тонкой ткани и герметика на который клеят лобовые стёкла на автомобилях. Информация с автофорумов подтвердила что этот герметик многие годы сохраняет эластичность и, что важно, хорошо клеится резиновым клеем. В видео достаточно подробно показан процесс чтоб не писать самому.

Басовик готов. Дело за СЧ. Я сначала по слабости характера поставил на СЧ/ВЧ полюбившийся 1ГД-50. Поделил около килогерца поэтому за сохранность 1ГД-50 не переживал не те у меня мощности.Тем временем покопавшись в устройстве винтажных купольных СЧ я воспрял духом и решился на эксперимент.У меня хранились 2 МС – от 1 А-20 и от венгерского колокольчика. У первых керн 38 мм как в оригинальных AR-5,у венгров 51 мм.Не остановившись на одном из них я начал делать формы для излучателей обоих. Металлические купола я сразу отбросил, старался следовать оригинала. Заводские бакелитовые подвижки из ткани пропитанной бакелитовым лаком. У меня лака нет, поэтому пошёл по лёгкому пути – пропитывал тонкую бязь БФ-2, ручкой выгонял лишний клей, оставлял сушиться до небольшой влажности и потом зажимал в форме струбциной и в печку на 150 градусов. Форму перед использованием протирал вазелином чтоб ткань не пристала. Бывает при вытаскивании ткани из формы она тянется и кажется что испортилась, но если сразу пальцами расправить, то после остывания получается вполне ровный купол.

Форма делалась так. Из болванки в дрели вытачивал профиль будущего купола с запасом по периметру. Эта заготовка мажется вазелином, ложится в подходящую пластиковую круглую коробку и заливается эпоксидкой перемешанной с мелом. В эту же эпоксидку я досыпал мелких железок вроде шайбочек под болты М4-М5 (ну валялись под рукой). Логика простая – повышают теплоёмкость формы и служат арматурой, да и объём эпоксидки экономится. Благодаря вазелину застывшая эпоксидка легко и без повреждений отходит от деревяшки. Получили половинку матрицы. Теперь её мажем вазелином и тем же методом заливаем эпоксидкой уже её.Эпоксидка конечно не любит нагрев, но по крайней мере десяток подвижек получить можно. За счёт того, что ткань имеет минимальную толщину не надо задумываться о щели между пуансоном-матрицей, всё хорошо зажимается, главное чтоб часть спирта уже испарилось, но ткань оставалась перед использованием чуть сырой. Тогда ткань не собирается в складки и готовая подвижка ровная и красивая.Клея используется немного, подвижка гораздо мягче бакелитовых заводских. Я к этому и стремился. В оригинальных AR-5 средник режется на 650 Гц, как следствие я хотел резонансную 200 Гц чтоб максимально увести срез от резонанса. Приблизительно такая резонансная и вышла в итоге у купола 51 мм на котором я остановился. Я всё же поднял срез до 800 Гц чтоб среднику жилось легче. Купола с магнитами от 1А-20 остались ждать своего часа.

ВЧ будут делаться по той же технологии, но с максимально тонкой тканью. Если не повезёт, буду смотреть в сторону готовых недорогих. А пока слушаю так, на сколько высоко тянет купол СЧ. У меня так себе слух на верхах, поэтому меня не корёжит без высокочастотника. Есть у меня МС от 4 А-18, сама по себе слабенькая, но вместо родного АЛЬНИ поместилось по 3 магнита размера как на 10ГДШ. Думаю столько магнитов дадут хорошую, как для ВЧ, индукцию в зазоре, а благодаря тому, что МС от ШП она имеет относительно высокий и широкий зазор Это избавит меня от мучений с вписыванием катушки в зазор (как же я задолбался мотать их для 1а-20).

Ну и напоследок немного моей нынешней концепции:

1. Все динамики, и даже ВЧ должны иметь как можно ниже резонанс. Если любой НЧ работает на резонансе, то нижняя рабочая частота СЧ и ВЧ таким образом максимально уводится от резонанса. Вместе с расширением полосы чувствительность динамиков падает но т.к. компрессионные НЧ даже с лёгкой подвижкой имеют невысокую чувствительность, то с чувствительностью СЧ и ВЧ проблем не возникает. Кстати почему падает? Всё довольно просто, динамик может выдать определенное количество звуковой энергии, мы расширяем полосу вниз, но суммарное количество энергии то не увеличивается, оно перераспределяется, график АЧХ становится шире, но ниже.
2. Мотор всех динамиков должен быть помощнее. Мы, бедные самодельшики )))) не имеем тех денег, как крутые аудиофилы и потому пользуемся подножным кормом (советскими динамиками). У нас просто нет возможности поставить чересчур мощный магнит, так что выражение “ставим магнит помощнее” имеет право на жизнь.
3. Подвижка любого динамика должна быть как можно легче пока это не доставляет проблем с жесткостью диффузора. Тут всё просто, инерция, однако.
4. Полное заполнение ЗЯ ватой не от бедности, это при легких динамиках работает наподобие ПАС. У слабых динамиков появляется “ватность” в звуке, звук становится унылым, при сильном же моторе всё со звуком нормально.
5. Басовик не стоит резать на 200 Гц как делают многие самодельщики. Лёгкий басовик имеет подвижку весом до 30 грамм. По крайней мере половина этого веса активная, сама катушка. Если взять тот же 4А-32, то вес его подвижки очень близок. Но 4А-32 считается ШП и спокойно используется на полную полосу. Так что не стоит бояться продлить срез вверх почти до конца поршневого режима. Хорошего качества басовик с мягким колпачком не имеет выброса при переходе в зональный режим и благодаря катушке с большой индуктивностью сам по себе начинает валить частоты после килогерца. Зато как бонус мы получаем уменьшение проблем с СЧ.При делении от 800 Гц и выше рабочий ход СЧ уже мал, можно при наличии подходящей МС намотать катушку ундерханг – все витки постоянно в зазоре и весь провод используется полностью, не болтается бесполезным весом как в НЧ. Диаметр излучателя тоже безболезненно можно уменьшить до 2-3 дюймов и, как следствие, уменьшается направленность.При таком диаметре СЧ в игру вступают купольники у которых направленность еще меньше. Относительно большая индуктивность катушки купольного СЧ не даёт головке играть сильно высоко что облегчает стыковку с пищалкой

Измерениями я не силён, так что мой опус не может считаться истиной. Пользуйтесь, но с оглядкой на микрофон и коробочку.

Оправку для намотки катушек вам изготовит любой токарь. Мне, к примеру, сделали их в местном отделении водоканала на почти убитом станке. Оправку делают диаметром с керн, а для подстройки внутреннего диаметра катушки на оправку подматывается несколько слоёв фольги. Эта подмоточная фольга должна содержать пару узких кусочков. При намотке провод довольно сильно обжимает оправку. Эти узкие полоски вытащить проще, а уже после них легко снмается уже вся катушка. Не унывайте если первая катушка будет неудачной, так бывает со всеми. Вроде измерил штангелем перед намоткой, а катушка потом сжала фольгу и внутренний диаметр выходит меньше нужного, катушка трёт об керн. Добавьте ещё фольги и всё получится. Для основы катушки годится и фольга и бумага, и каптон. Всё по своему вкусу.

Ничего страшного если омическое катушки на полОма вышло за рамки, у фирменных динамиков по документам 4 Ома, а омическое в диапазоне 2,5-4 Ома. Полное сопротивление динамика сильно плавает с частотой, так что не зацикливайтесь на этом. Я больше отталкиваюсь от габаритов зазора и требуемой мощности. Если я не собираюсь давать на басовик мощность больше 20 Ватт, то незачем делать ход как для 50 Вт. Лучше я уменьшу диаметр провода, или намотаю его в 3-4 слоя вместо двух и получу меньше вес и большее чисто витков в зазоре.

В качестве примера возьмём две катушки басовика на основе магнита 75ГДН на 8 Ом. Первая высотой 24 мм. проводом 0,31 (0,35 по лаку) в 3 слоя 192 витка. Омическое 6,5 Ома и вес катушки 23 грамма. При высоте зазора 10 мм ход выходит ±7 мм. На самом деле диаметр провода и вес чуть колеблется от партии к партии так что если у вас вышло по лаку провод 0,36 мм и высотой намотки 25 мм. то всё нормально, такова жизнь.

Второй вариант 6 слоёв проводом 0,2 мм. Длина провода выходит 11,45 метра, 73 витка, высота намотки 3,5 мм. омическое 6,3 Ома. В этом случает ход уже ±3,3 мм и вес катушки около 3 г. Длина провода в зазоре в обоих случаях близки, а вес отличается в 7,6 раз. Так может если нет необходимости в большом ходе лучше сделать второй вариант? Но не стоит забывать что, при этом при сохранении остальных частей динамика, повышается резонансная частота и меняется экв. объём.

Немного моих фото разного периода на ЯндексДиске

Сборник фото акустики фирмы Acoustic Research которыми я вдохновлялся. Яндекс,Диск

Прежде подробного рассмотрения проблемы обрисуем круг задач, зная конечную цель, будет проще избрать нужное направление. Изготовление акустических систем своими руками нечастый случай. Практикуется профи, начинающими музыкантами, когда магазинные варианты не устраивают. Появляется задача встраивания в мебель или качественного прослушивания уже имеющейся медиа. Это типичные примеры, которые решаются набором общепринятых способов. Рассмотрением мы и займемся. Не рекомендуем листать по диагонали устройство акустической системы, вникайте!

Устройство акустических систем

Нет шансов сделать акустическую систему самостоятельно без понимания теории. Любителям музыки следует знать, что биологический вид Homo Sapiens слышит внутренним ухом звуковые колебания частот 16-20000 Гц. Когда дело касается классических шедевров, то разброс высок. Нижний край – 40 Гц, верхний – 20 000 Гц (20 кГц). Физический смысл этого факта заключается в том, что не все динамики способны воспроизвести сразу полный спектр. Относительно медленные частоты лучше удаются массивным сабвуферам, а пищание на нижней границе воспроизводят менее габаритные громкоговорители. Понятно, что для большинства людей это ничего не значит. И даже если часть сигнала пропадет, не будет воспроизведена, никто этого и не заметит.

Устройство акустической системы

Полагаем, что те, кто поставил целью самостоятельное изготовление акустической системы, должны критично оценивать звук. Полезно будет знать, что годная колонка имеет два и более динамиков, чтобы иметь возможность отразить звучание обширной полосы из слышимого спектра. А вот сабвуфер даже в сложных системах один. Это связано с тем, что низкие частоты заставляют вибрировать окружение, проникая даже сквозь стены. Становится непонятным, откуда именно несутся басы. Следовательно, и колонка НЧ одна – сабвуфер. А вот что касается прочего, то человек уверенно скажет, с какого направления пришел тот или иной спецэффект (луч ультразвука блокируется ладонью).

В связи со сказанным проведем делением акустических систем:

1. Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
2. Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
3. Звук Вокруг отличается наличием большего числа каналов, создающих эффект объемного звучания. Избегаем увлекаться тонкостями, традиционно 5 колонок плюс сабвуфер доносят гамму меломанам. Конструкция многообразна. Поныне ведутся исследования, ставящими целью улучшить качество передачи акустики. Расстановка традиционная такова: по четырем углам комнаты (грубо говоря) по колонке, сабвуфер стоит на полу слева или в центре, под телевизором помещается фронтальная колонка. Последняя в любом случае снабжается двумя динамиками и более.

Важно создать правильный корпус для каждой колонки. Низкие частоты потребуют наличия деревянного резонатора, для верхней границы диапазона – не важно. В первом случае бока ящика служат дополнительными излучателями. Найдете видео, демонстрирующее габаритные размеры, соответствующие длинам волн низких частот по науке, практически остается копировать готовые конструкции, дельной литературы тематика лишена.

Круг задач очерчен, читатели понимают – самодельная акустическая система строится следующими элементами:

• набор динамиков частот сообразно числу каналов;
• фанера, шпон, доски корпуса;
• декоративные элементы, краска, лак, морилка.

Проектирование акустики

Изначально выбираем количество колонок, тип, местоположение. Очевидно, изготавливать в большем числе, нежели имеет каналов домашний кинотеатр, неразумный тактический ход. Кассетному магнитофону хватит двух колонок. К домашнему кинотеатру выйдет уже не менее шести корпусов (динамиков будет больше). Согласно потребностям аксессуары встраиваются в мебель, качество воспроизведения низких частот хромает. Теперь вопрос выбора динамиков: в издании авторства Найденко, Карпова приведена номенклатура:

Трехполосная акустическая система

1. Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
2. Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
3. Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.

Приводили базовые принципы конструирования акустических систем, предлагали электрическую схему фильтра, рассекающего поток на две части (выше дан перечень трех поддиапазонов), приводили название покупных динамиков, решающих задачу создания двух колонок стерео. Избегаем повторяться, читатели могут взять труд полистать раздел, найти конкретные названия.

Следующим вопросом будет фильтр. Полагаем, фирма National Semiconductor не обидится, если отскриним чертеж усилителя перевода Ридико. Рисунок показывает активный фильтр с питанием +15, -15 вольт, 5 однотипных микросхем (операционных усилителей), граничная частота поддиапазонов вычисляется формулой, приведенной на изображении (дублируем текстом):

f = 1 / 2П RC;

П – число Пи, известное школьникам (3,14); R, C – номиналы резистора, емкости. На рисунке R = 24 кОм, С – замалчивается.

Активный фильтр, питаемый электрическим током

Учитывая возможности выбранных динамиков, читатель сможет подобрать параметр. Берутся характеристики полосы воспроизведения колонки, находится стык перекрытия между ними, туда выносится граничная частота. Благодаря формуле, вычисляем величину емкости. Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может (спорный факт) задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. На частотной характеристике, приведенной в переводе, которую опускаем, граница составляет 1 кГц. Давайте посчитаем емкость указанного случая:

С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.

Не ахти какая большая емкость, выбирается из условия максимально допустимого напряжения. В схеме с источниками +15 и -15 В вряд ли стоит номинал, превышающий суммарный уровень (30 вольт), возьмите пробивное напряжение (справочник поможет) не менее 50 вольт. Не пытайтесь поставить электролитические конденсаторы постоянного тока, схема обретает шансы взлететь на воздух. Отсутствует смысл разыскивать исходную схему чипа LM833 по причине Сизифова труда. Некоторые читатели найдут замену микросхеме, отличающуюся… надеемся на понимание.

Насчет сравнительно небольшой емкости конденсаторов (рознично и суммарной) описание фильтра говорит: благодаря низкому импедансу головок без активных компонентов номиналы пришлось бы увеличить. Закономерно вызывая появление искажений, обусловленных наличием электролитических конденсаторов, катушек с ферромагнитным сердечником. Не стесняйтесь двигать границу деления диапазонов, общая пропускная способность остается прежней.

Пассивные фильтры акустической системы

Пассивные фильтры соберет своими руками каждый обученный пайке, курс школьной физики. В крайнем случае заручитесь помощью Гоноровского, лучше некуда расписаны тонкости прохождения сигналов через радиоэлектронные линии, обладающие нелинейными свойствами. Приведенный материал заинтересовал авторов фильтрами низкой и высокой частоты. Желающие поделить сигнал на три части должны зачитываться трудами, раскрывающими базис полосовых фильтров. Максимально допустимое (или пробивное) напряжение выйдет мизерным, номинал станет значительным. Под стать упомянутым электролитическим конденсаторам емкости номиналом десятки микрофарад (три порядка выше используемых активным фильтром).

Новичков тревожит вопрос получения напряжения +15, -15 В питания акустических систем. Намотайте трансформатор (пример приводился, программа ПК Trans50Hz), снабдите двухполупериодным выпрямителем (диодный мост), профильтруйте, наслаждайтесь. Наконец, активный или пассивный фильтр прикупите. Называется указанная вещица кроссовером, внимательно подбирайте динамики, диапазоны точнее соотносите с параметрами фильтра.Для пассивных кроссоверов акустических систем найдете в интернете множество калькуляторов (http://ccs.exl.info/calc_cr.html). Исходными цифрами программа расчета принимает входные сопротивления динамиков, частоту деления. Введите данные, программа-робот быстро снабдит величинами емкостей и индуктивностей. На приведенной страничке задавайте тип фильтра (Бесселя, Баттерворта, Линквица-Райли). На наш взгляд задачка для профи. Приведенный выше активный каскад образован фильтрами Баттерворта 2-го порядка (скорость снижения АЧХ 12 дБ на октаву). Касается частотной (АЧХ) характеристики системы, понятно только профессионалам. Если сомневаетесь, выбирайте золотую серединку. В прямом смысле ставьте галку на третьем кружке (Бессель).

Акустика компьютерных колонок

Довелось посмотреть на Ютуб видео: юноша объявил, что сделает акустическую систему своими руками. Отрок талантлив: раскурочил колонки персонального компьютера — ну, совсем никакие — извлек на свет Божий усилитель с регулятором, поместил в спичечный коробок (корпус акустической системы). Компьютерные динамики известны плохим воспроизведением низких частот. Сами устройства маленькие, легкие, во-вторых, буржуи материалами экономят. Откуда в акустической системе взяться басам. Юноша взял… читайте дальше!

Наидорожайший компонент музыкального центра. Акустика класса hi-end стоимостью обходит дешевую квартиру. Ремонт, сборка колонок неплохой бизнес.

Усилитель низкой частоты акустической системы соберет продвинутый радиолюбитель, никаких кулибиных не нужно. Из спичечного коробка торчит ручка регулятора громкости, вход с одной стороны, выход — с другой. Динамики старой акустической системы малы. Юноша раздобыл старенький громкоговоритель не сказочных размеров, но солидный. С колонки советских времен акустической системы.

Чтобы звук не тревожил воздух пищанием, умный отрок сколотил дюймовые доски ящиком. Динамик старенькой акустической системы поместил в размеров почтовой коробки, сместил, как это делается производителями современных сабвуферах домашних кинотеатров. Изнутри колонку звукоизолятором отделывать поленился. Желающий может использовать для акустической системы ватин, другой схожий материал. Маленькие динамики помещены вовнутрь продолговатых коробок, только-только вмещающих торцом громкоговоритель. Гордый отрок подключил один канал акустической системы на два маленьких динамика, второй — на один большой. Работает.

Юноша сказочный молодец, не пьет в подворотне, уподобляясь сверстникам, не портит в свободное время будущих невест, занят делом. Как говорил один знакомый: «Молодому поколению прощается недостаток знания и опыта, не избыток наглости, упроченного равнодушием».

Улучшения

Решили усовершенствовать методику, откровенно надеемся, дополнение поможет сделать акустическую систему самостоятельно несколько качественнее. Проблема? Понятие выдумано радиотехниками, создателями акустических систем – частота. Вибрация Вселенной имеет частоту. Говорят, даже ауре человека присуще. Каждая добротная колонка недаром вмещает несколько динамиков. Большие предназначены для низких частот, басов; прочие – для средних и высоких. Не только размер, а и устройство у них разное. Мы уже обсуждали этот вопрос и интересующихся отсылаем к написанным обзорам, где приводится классификация акустических систем, раскрываются принципы действия наиболее популярных.

Компьютерщикам известен системный зуммер, работающий по прерыванию BIOS, который способен вроде бы выдавать один звук, но талантливые программисты выписывали на нем вычурные мелодии, даже с попыткой цифрового синтеза и воспроизведения голоса. Однако при желании бас такая пищалка выдать не может.

К чему этот разговор… Большой динамик следовало бы не просто приспособить на один из каналов, а присудить специализацию басов. Как известно, большинство современных композиций (Звук Вокруг не берем) рассчитаны на два канала (стереовоспроизведение). Получается, что два одинаковых динамика (маленьких) играют одни и те же ноты, смысл в этом маленький. В то же время с этого же канала бас теряется, а высокие частоты гибнут на большом динамике. Как быть? Предлагаем внедрить в схему пассивные полосовые фильтры, которые помогут разбить поток на две части. Схему берем иностранного издания по той простой причине, что она первой попалась на глаза. Вот ссылка на исходный сайт chegdomyn.narod.ru. Радиолюбитель переснял из книги, приносим извинения автору, что не указываем первоисточник. Это происходит по той простой причине, что он нам не известен.

Итак, картинка. Бросаются сразу в глаза слова Woofer и Tweeter. Как не сложно догадаться, это, соответственно, сабвуфер для низких частот, и динамик для высоких. Охватывается диапазон музыкальных произведений 50-20000 Гц, причем на сабвуфер приходится полоса нижних частот. Радиолюбители могут сами по известным формулам просчитать полосы пропускания, для сравнения ля первой октавы, как известно, составляет 440 Гц. Считаем, что для нашего случая такое деление подойдет. Вот только хотелось бы найти два больших динамика, по одному на каждый канал. Смотрим схему…

Не совсем музыкальная схема. В положении, занимаемом системой, идет фильтрация голоса. Диапазон 300-3000 Гц. Переключатель подписан Narrow, переводится, как полоса. Чтобы получить Wide (широкое) воспроизведение, опускаем клеммы. Поклонники музыки могут выкинуть полосовой фильтр Narrow, любителям бороздить скайп рекомендуем избегать поспешного решения. Схеме напрочь исключит петлевой эффект микрофона, известный повсеместно: пронзительное гудение вследствие переусиления (положительной обратной связи). Ценный эффект, даже военный знает сложности использования громкой связи. Владелец ноутбука осведомлен…

Для устранения эффекта обратной связи изучите вопрос, найдите, на какой частоте резонирует система, отрежьте лишнее фильтром. Очень удобно. Касательно популярной музыки микрофон отключаем, уносим подальше от динамиков (случай караоке), начинаем петь. Фильтры верхних и нижних частот оставим неизменными, изделия просчитаны неизвестными западными друзьями. Испытывающим затруднения, читая иностранные чертежи, поясняем, схема изображает (полосовой фильтр Narrow отброшен):

1. Емкость 4 мкФ.
2. Неиндуктивные сопротивления R1, R2 номиналом 2,4 Ом, 20 Ом.
3. Индуктивность (катушка) 0,27 мГн.
4. Сопротивление R3 8 Ом.
5. Конденсатор С4 17 мкФ.

Динамики должны соответствовать. Советы указанного сайта. Сабвуфером пойдет МСМ 1853, пищалкой (слово не списали) послужит РЕ 270-175. Полосы пропускания посчитаете самостоятельно. Большая буква Ω означает кОмы – ничего страшного нет, поменяйте номинал. Напоминаем, емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются, как последовательно включенные резисторы. На случай, если сложно достать подходящие номиналы. Вряд ли получится изготовить динамики своими руками, набрать небольшие номиналы сопротивлений реально. Не используйте катушки, вырезаем пластины нихрома, подобных сплавов. После изготовления резистор лакируется, большого тока не планируется, защищать элемент не следует.

Индуктивности проще намотать самостоятельно. Логично использовать онлайн-калькулятор, задав емкость, получим параметры: количество витков, диаметр, материал сердечника, толщину жилы. Приведем пример, избегая быть голословными. Посещаем Яндекс, набираем нечто вроде «онлайн калькулятор индуктивности». Получаем ряд ответов выдачи. Выбираем понравившийся сайт, начинаем думать, как намотать индуктивность акустической системы номиналом 0,27 мГн. Нам понравился сайт coil32.narod.ru, начнем работу.

Исходные сведения: индуктивность 0,27 мГн, диаметр каркаса 15 мм, проволока ПЭЛ 0,2, длиною намотки 40 миллиметров.

Сразу возникает вопрос, видя калькулятор, где взять номинальный диаметр изолированной проволоки… Потрудились, нашли на сайте servomotors.ru таблицу, взятую из справочника, которую приводим в обзоре, считайте на здоровье. Диаметр меди составляет 0,2 мм, изолированной жилы – 0,225 мм. Скармливаем смело величины калькулятору, вычисляя нужные величины.

Получилась двухслойная катушка, числом витков 226. Длина провода составила 10,88 метра сопротивлением порядка 6-ти Ом. Главные параметры найдены, начинаем мотать. Самодельная акустическая система выполняется в ручной работы корпусе, примостить фильтр место найдется. К одному выходу подключаем пищалку, к другому – сабвуфер. Пару слов касательно усиления. Может статься, каскад усилителя не потянет четыре динамика. Каждая схема охарактеризована некой нагрузочной способностью, выше нельзя подпрыгнуть. Устройство акустической системы рассчитано, учитывая фиксированный запас, чтобы согласовать нагрузку, часто применяется эмиттерный повторитель. Каскад, заставляющий схему работать, полная отдача на любой динамик.

Напутствие начинающим конструкторам

Считаем, помогли читателям понять, как правильно конструировать акустическую систему. Пассивные элементы (конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности) сможет достать, изготовить каждый. Осталось собрать корпус акустической системы своими руками. А за этим, верим, дело не станет. Важно понять, музыка сформирована гаммой частот, обрезаемых неправильным изготовлением устройства. Собравшись сделать акустическую систему, подумайте над этим, поищите компоненты. Важно передать великолепие мелодии, будет твердая уверенность: труд не пропал даром. Акустическая система прослужит долго, радость подарит.

Верим, изготовление акустических систем своими руками читателям будет в удовольствие. Грядущее время уникально. Поверьте, в начале XX века нельзя было черпать информацию тоннами ежедневно. Обучение выливалось тяжким кропотливым трудом. Приходилось обшаривать пыльные полки библиотек. Возрадуйтесь интернету. Страдивари пропитывал древесину скрипок уникальным составом. Скрипачи современности продолжают выбирать итальянские экземпляры. Вдумайтесь, прошло 30 лет, воз остался позади.

Нынешнему поколению известны марки клеев, наименования материалов. Необходимое продается магазинами. СССР лишил изобилия людей, снабдив относительной стабильностью. Сегодня преимущество описывается возможностью изобретения уникальных способов заработка. Профессионал-самоучка везде срубит капусты.

Используемые источники:

• https://datagor.ru/practice/loudspeakers/3001-samodelnye-kolonki-15mas-1-na-dostupnyh-sovetskih-dinamikah.html
• http://ldsound.ru/3-x-polosnaya-as-na-samodelnyx-dinamikax-po-tipu-acoustic-research-ar-5/
• https://vashtehnik.ru/elektronika/izgotovlenie-akusticheskix-sistem-svoimi-rukami.html