Сабвуфер - это элемент акустической системы, который воспроизводит звучание аудиотреков на самых низких частотах. Иметь хороший сабвуфер - мечта меломана, ведь качественное звучание музыки в салоне машины любят все. Однако подобное устройство стоит недёшево. Впрочем, большинству автовладельцев под силу рассчитать короб для сабвуфера и сделать его своими руками, чтобы избежать ненужных трат на заводскую модель.

Как подобрать динамики для своего сабвуфера

Сабвуферы применяются в автомобилях для улучшения звучания музыки на низких частотах. Для обычного прослушивания мелодий или радиопередачи штатной аудиосистемы в машине бывает вполне достаточно, но ценители громкого и чистого звука на пониженных частотах предпочитают размещать в салоне сабвуфер.

Во время подбора динамиков для будущего изделия, автовладелец узнаёт, что по форме и размеру они могут быть круглыми или овальными. Обычно (исходя из габаритов салона автомобиля) выбираются круглые динамики с диаметром 10, 13 или 16 см, а также овальные длиной 15х23 см. Соответственно, чем больше диаметр динамика, тем качественнее будет воспроизводиться звук на низких частотах.

Как узнать, какие автомобильные динамики вам подойдут

Перед самостоятельным изготовлением сабвуфера в автомобиль требуется уточнить несколько основных тезисов:

• на качество звучания музыки в машине форма динамиков никак не влияет;
• на глубину и сочность звука влияет только размер динамика;
• необходимо хорошо продумать, какой именно формы и размера нужны динамики, чтобы сабвуфер уместно смотрелся в салоне.

Дизайн не имеет первостепенного значения, поэтому при выборе динамика приоритетными являются его технические характеристики

Проектирование самодельного сабвуфера

Автомобильные сабвуферы устанавливаются в багажном отсеке или на задней полке, поэтому такая система получила название тыловой.

Самый серьёзный момент в изготовлении - это определение его размера и устройства. В зависимости от поставленных задач конструкция может иметь самые разные вариации.

Виды сабвуферов

Существует всего два основных вида сабвуферов. Если говорить об отношении к усилителю мощности звука, то условно они делятся на:

• активные. Они имеют уже встроенные усилитель и кроссовер, которые обеспечивают высокое качество звука и убирают из звучания высокие частоты. Активный сабвуфер получает сигналы от любого источника, с которым имеет связь;
• пассивные. Устройство не оснащается дополнительными усилительными элементами, поэтому подключается к основной аудиосистеме салона. Единственный недостаток пассивного сабвуфера заключается в том, что он серьёзно загружает все каналы системы, поэтому понижается и качество звучания.

Активные сабвуферы не загружают штатную аудиосистему салона, поэтому они отличаются более качественным звучанием

Где установить: в багажнике или под сиденьем

Если активный сабвуфер можно поставить практически куда угодно, то от местоположения пассивного устройства напрямую будет зависеть чистота и мощность его звучания на низких частотах. В зависимости от предпочтений автовладельца и наличия свободных пространств в разных типах машины, предлагается несколько мест для установки:

• по центру впереди - оптимальная позиция для связи с фронтальными динамиками, что обеспечит практически идеальное звучание треков в салоне. Однако в большинстве автомобилей впереди нет места для размещения каких-либо крупногабаритных устройств, поэтому расположение по центру впереди больше подойдёт для микроавтобусов;
• в багажнике, с направленностью динамика вперёд - один из самых популярных среди водителей способов размещения сабвуфера. Подходит для всех видов транспортных средств;
• в багажнике, с направленностью динамика назад - больше подходит для авто в кузове хэтчбек, так как звуковая волна не встречает препятствия на своём пути. Расположение в багажнике назад неприемлемо для автомобилей в кузове седан или купе, так как звук будет сильно деформироваться из-за специфики конструкции багажного отсека;
• на полу под сиденьем - ещё один вариант, который, однако, не пользуется широкой популярностью у водителей. Из-за того, что сабвуфер расположен вровень с полом, к тому же корпус находится под сиденьем, звук встречает множество преград на своём пути;
• на задней полке - один из лучших вариантов размещения сабвуфера во всех типах автомобилей. Главное условие - полка должна быть достаточно широкой и прочной, чтобы выдерживать низкочастотные басы.

Фотогалерея: основные места для размещения устройства в автомобиле

Алгоритм программы учтёт все пожелания и сделает расчёт объёма и иных параметров корпуса быстро и правильно

Из чего изготовить короб

Короб для сабвуфера - это не просто коробка, в которой находится динамик. Короб должен соответствовать многим динамическим законам акустики, чтобы звучание было по-настоящему насыщенным и чётким. Для изготовления разных типов коробов потребуются различные материалы, да и способы изготовления во многом будут не похожи один на другой.

Как построить короб для сабвуфера фазоинверторного типа

Стандартный вариант самодельного сабвуфера - это фазоинвертор. Это наиболее простой вид сабвуфера, к тому же его короб хорош тем, что специальная фазоинверторная трубка позволяет воспроизводить низкие частоты, практически не воспринимаемые человеческим ухом. Да и конструкция короба довольно простая, что делает его изготовление доступным практически для каждого.

Необходимые инструменты:

• шумоизоляция;
• саморезы по дереву длиной 50 мм;
• дрель;
• отвёртка;
• электрический лобзик;
• жидкие гвозди;
• герметик;
• клей ПВА;
• карпет.

Корпус для размещения фазоинверторного сабвуфера должен быть максимально прочным и не пропускать звуковые волны. Для этих целей отлично подойдёт многослойная фанера или ДСП высокого качества. Оптимальный вариант - взять фанерный лист толщиной 30 мм.

Для изготовления корпуса нужно следовать такому плану:

1. Подготовить части корпуса: переднюю, заднюю, две боковых, нижнюю и верхнюю сообразно своим расчётам или параметрам, выведенным программами.
2. Под размер динамика (например, диаметр 160 мм) вырезать отверстие в передней части корпусной заготовки.
3. Над отверстием под динамик потребуется также вырезать щель для трубки фазоинвертора и прикрутить к ней отсек для фазоинвертора.
4. После того как на передней панели будет проделано два отверстия, необходимо склеить между собой все боковые части короба, а затем прикрутить их друг к другу саморезами.
5. При этом особенно важно до упора закрутить каждый саморез, так как пустые пространства между панелями серьёзно исказят звучание динамика.
6. Далее на задней части корпуса потребуется вырезать небольшое отверстие для проводов.
7. Перед тем как соединить все части корпуса, вставляем динамик.
8. Дальше необходимо провести внутреннюю отделку корпуса: для этого смолой или герметиком нужно промазать все стыки и щели для повышения герметизации, после чего на все боковые панели приклеивается шумоизоляционная ткань.
9. После завершения внутренней отделки нужно перейти на внешнюю: корпус обтягивается карапетовой тканью, причём ткань должна закрывать и щель для фазоинвертора. Карапет можно натянуть посредством обычной эпоксидки или же степлера для мебели.

Как только динамик будет закреплён, от него протягиваются провода через отверстие и подключаются к акустической системе автомобиля.

Фотогалерея: как собрать компактный короб с фазоинвертором

Сабвуфер можно подключить самостоятельно, опираясь на параметры данной схемы

Перед началом работы необходимо убедиться, что аккумулятор транспортного средства отключён. Это та мера безопасности, которая позволит не только избежать повреждений в акустической системе, но и может сберечь здоровье и работоспособность частей тела человека.

Видео: подключение и настройка сабвуфера

Самостоятельное проектирование, изготовление и подключение сабвуферов в автомобиле доступно практически каждому водителю. Залогом успеха дела станет как грамотный расчёт габаритов и объёма изделия, так и аккуратная сборка корпуса. При этом автолюбитель может самостоятельно подобрать нужный размер динамиков, чтобы создать в салоне то звучание низких частот, которое его больше всего устраивает.

В этой статье мы посмотрим, как сделать сабвуфер своими руками, не вникая в недра электроакустики, не прибегая к сложным расчетам и тонким измерениям, хотя кое-какие проделать все равно придется. «Без особых сложностей» не значит «тяп-ляп на кирпич, гони, бабка, могарыч». В наши дни на домашнем компьютере можно моделировать очень сложные акустические системы (АС); ссылку на описание этого процесса см. в конце. Но работа с готовым устройством по наитию дает то, чего не получишь никаким прочтением и просмотром – интуитивное понимание сути процесса. В науке и технике открытия на кончике пера совершаются редко; чаще всего исследователь, набравшись опыта, «нутром» начинает понимать, что там к чему, и уж тогда ищет математику, подходящую для описания явления и вывода расчетных инженерных формул. Многие великие с юмором и удовольствием вспоминали свои первые неудачные опыты. Александр Белл, напр., катушки для своего первого телефона пытался поначалу мотать голым проводом: он, музыкант по образованию, просто не знал еще, что проволоку под током нужно изолировать. Но телефон Белл все-таки изобрел.

О компьютерных расчетах

Не думайте, что JBL SpeakerShop или др. программа расчета акустики выдаст вам единственно возможный самый-самый правильный вариант. Компьютерные программы пишутся по устоявшимся проверенным алгоритмам, но нетривиальные решения невозможны только в богословии. «Все знают, что так делать нельзя. Находится болван, который этого не знает. Он-то и делает изобретение» – Томас Альва Эдисон.

SpeakerShop появился не так давно, разработано это приложение весьма основательно и то, что пользуются им очень активно, безусловный плюс как разработчикам, так и любителям. Но чем-то теперешняя ситуация с ним похожа на историю с первыми фотошопами. Кто юзал еще винду 3.11, помните? – тогда по обработке картинок просто с ума сходили. А потом оказалось – чтобы сделать хороший снимок, нужно все-таки уметь фотографировать.

Что это и зачем?

Сабвуфер (попросту – саб) в дословном переводе звучит курьезно: подгавкиватель. Реально же это басовый (низкочастотный, НЧ) динамик, воспроизводящий частоты ниже прим. 150 Гц, в специальном акустическом оформлении, ящике (коробе) достаточно сложного устройства. Сабвуферы применяются и в быту, в напольных высококлассных АС и недорогих настольных, встроенные и в автомобилях, см. рис. Если получится сделать сабвуфер, верно воспроизводящий басы, можно смело браться за , т.к. воспроизведение НЧ, пожалуй, самый жирный из китов, на которых стоит вся электроакустика.

Компактное НЧ-звено АС сделать много труднее чем СЧ и ВЧ (средне- и высокочастотные) во-первых, из-за акустического короткого замыкания, когда звуковые волны от фронтальной и тыльной излучающих поверхностей динамика (головки громкоговорителя, ГГ) гасят друг друга: длины волн НЧ – метры, и без надлежащего акустического оформления ГГ ничто не мешает им тут же сойтись в противофазе. Во-вторых, спектр искажений звука на НЧ тянется далеко в лучше всего слышимую область СЧ. В сущности любая широкополосная АС есть НЧ-звено, в которое встроены СЧ и ВЧ излучатели. Но к сабу уже с точки зрения эргономики предъявляется дополнительное требование: сабвуфер для дома должен быть как можно компактнее.

Примечание: все виды акустического оформления НЧ ГГ можно разделить на 2 больших класса – одни гасят излучение с тыла динамика, вторые переворачивают его по фазе на 180 градусов (оборачивают фазу) и переизлучают с фронта. Сабвуфер, в зависимости от свойств ГГ (см. далее) и требуемого вида его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) может быть построен по схеме того или иного класса.

Направление на звуки ниже 150 Гц человек различает очень плохо, поэтому в обычной жилой комнате саб можно поставить в общем где угодно. СЧ-ВЧ АС (сателлиты) акустики с сабвуфером получаются очень компактными; их расположение в комнате возможно подобрать оптимальным для данного помещения. Современное жилье избытком площади и хорошей собственной акустикой, мягко говоря, не отличается, и «приткнуть» в нем правильно хотя бы пару хороших широкополосных колонок возможно отнюдь не всегда. Поэтому изготовление сабвуфера самостоятельно позволяет не только сэкономить весьма солидную сумму денег, но и получить все-таки чистый, верный звук в этой вот хрущевке, брежневке или современном новострое. Особенно эффективен сабвуфер в системах полнообъемного звука, т.к. ставить 5-7 колонок на полную полосу каждая это уж чересчур и для самых «навороченных» пользователей.

Басы

Воспроизведение басов сложно не только технически. Узенький в общем-то НЧ участок всего спектра звуковых волн неоднороден по своему психофизиологическому воздействию и разделяется на 3 области. Чтобы правильно подобрать басовый динамик и сделать короб для сабвуфера своими руками, нужно знать их границы и значение:

• Верхний бас (UpperBass) – 80-(150…200) Гц.
• Средний бас или мидбас (MidBass) – 40-80 Гц.
• Глубокий бас или подбас (SubBass) – ниже 40 Гц.

Верха

Середина

На мидбасах главная задача при создании сабвуфера – обеспечить в минимальном объеме ящика наивысшую отдачу ГГ, заданную форму АЧХ и ее максимальную равномерность (гладкость). АЧХ, в сторону низших частот близкая к прямоугольной, дает мощный, но жестковатый бас; АЧХ, равномерно падающая – чистый и прозрачный, но слабее. Выбор той или иной зависит от характера прослушиваемого: рокерам нужен звук «злее», а для классики нежнее. В том и другом случае большие провалы и всплески на АЧХ портят субъективное восприятие при формально одинаковых техпараметрах звука.

Глубина

Подбас определяющее влияние на тембр (окраску) звука музыкальных инструментов имеет только для духовых органов в специально для них построенных залах. Сильные подбасовые компоненты характерны для звуков природных и техногенных катаклизмов, сильных взрывов и голосов отдельных видов животных (львиный рык). Свыше 90% людей подбасы или вовсе не слышат, или слышат невнятно. Напр., если принципиально различные по своему характеру звуки тропического урагана и ядерного взрыва отфильтровать от всего, кроме подбасов, то по ним вряд ли кто разберет, что там на самом деле творится. Поэтому домашний сабвуфер почти всегда оптимизируют на мидбас, а остаток подбаса, какой получится, маскирует собственные шумы помещения. Для чего он, кстати, весьма пригоден и чем очень полезен.

Подбас в машине

Эффект маскировки шумов особенно необходим в тесном и зашумленной салоне автомобиля, поэтому автосабвуферы оптимизируются на подбас. Иногда ради этого любители Hi-Fi на скорости отдают сабу весь багажник, ставя туда 15”-18” динамики-монстры на 150-250 Вт пиковой мощности, см. рис. Однако вполне приличный сабвуфер в машину можно сделать и не жертвуя полезным объемом в кузове, см. далее.

Примечание: пиковую мощность динамика часто отождествляют с шумовой, что неверно. На пиковой мощности звук искажен, но еще внятен, т.е. различим по смыслу. Шумовая мощность определяется как такая, на которой динамик может работать определенное время (обычно 20 мин.), не перегорая и не повреждаясь механически. Звук при этом чаще всего бессвязный хрип, отчего такая мощность и названа шумовой. Но в некоторых видах акустического оформления шумовая мощность динамика может оказаться ниже пиковой, см. далее.

Какой нужен динамик?

Полный расчет акустического оформления производится по т. наз. параметрам Тиля-Смолла (ПТС). Поскольку мы решили потратить время и труд на настройку саба, нам из них понадобится только полная добротность головки на ее собственной резонансной частоте Qts, т.к. именно по ней выбирается оптимальный вариант акустического оформления. В зависимости от величины Qts динамики делятся на 4 группы:

• Qts<0,5 – «безразличные» сверхнизкодобротные. Очень дорогие, очень низкая отдача, но способны воспроизводить подбасы вплоть до 20-15 Гц. Настройка сабвуфера с такими без звукомерной камеры и специальной измерительной техники невозможна, т.к. резонансный пик не выражен.
• 0,5
• 0,7
• Qts>1 – высокодобротные. Высокая отдача, низкая цена, жесткий звук в неоптимальном оформлении. Трудно получить гладкую АЧХ. Компактны, выпускаются диаметром (в меньшую сторону) до 6” (155 мм). Оптимальны для сабвуфера настольного или к телевизору (не к домашнему кинотеатру!).

Измерения

В спецификациях производителя на динамики Qts может быть обозначена как Qп или просто Q, но присутствует там далеко не всегда, а в общедоступных базах данных вроде WinISD полно ошибок. Поэтому нам скорее всего придется определять значение Qts в домашних условиях.

Подготовка

Прежде всего выбираем и готовим для акустических измерений комнату. В ней должно быть как можно больше штор, гардин, ковров на полу и стенах, мягкой мебели. Жесткие горизонтальные поверхности (стол) нужно накрыть чем-то пушистым; не лишним будет и набросать везде побольше подушек. Особенно сильно искажают звуковое поле углы, в т.ч. жесткой мебели со стенами, их надо чем-то занавесить, напр., одеждой на плечиках. Далее подключаем к динамику длинные провода и подвешиваем в геометрическом центре потолка (под люстрой, если она есть) фронтальной стороной диффузора вниз на высоте от пола в 2/3 высоты потолка.

Теперь нужно собрать схему измерений, как показано вверху на рис. Нижняя схема нам еще понадобится для измерения импеданса (полного сопротивления) динамика Z. От обычно используемой любителями измерительной схемы без трансформатора данная отличается вполне профессиональной точностью: в расхожих схемах на диодах моста теряется ок. 1,5 В даже при входном сопротивлении тестера 10 МОм. Действие данной схемы основано на том, что импеданс трансформатора и R2, с одной стороны, много больше импеданса ГГ; с другой – много меньше выходного сопротивления усилителя мощности звуковой частоты, и на том, что самый паршивый цифровой мультитестер на пределе 200 мВ имеет входное сопротивление более 1 МОм. Однако, если измерительный сигнал подается от генератора звуковой частоты (ГЗЧ) со стандартным 600-омным выходом, данная схема для измерения Z непригодна.

Процедура

От компьютера с программой эмуляции ГЗЧ измерительный сигнал подается с выхода звуковой карты. «Гонять» его нужно в пределах 20-100 Гц вначале с дискретом (шагом) 10 Гц. Если резонанса ГГ не видно, она для сабвуфера непригодна. Или продавец вас бессовестно обманул, продав за 100 руб. безразличную ГГ ценой от $200.

Когда границы резонансного пика определены, «проходим» его уже с дискретом 1 Гц и строим АЧХ. Если ГГ высоко- или среднедобротная ближе к верхней границе Qts, получится график вроде того, что на поз. I рис. В таком случае:

• По ф-ле (1) на поз. II находим U(F1,F2);
• По графику находим F1 и F2;
• По ф-ле (2) проверяем, совпадает ли вычисленная частота собственного резонанса в свободном пространстве F’s с измеренной Fs. Если расхождение более чем на 2-3 Гц, см. ниже;
• По ф-ле (3) находим механическую добротность Qms, затем по ф-ле (4) электрическую Qes и, наконец, по ф-ле (5) искомую полную добротность Qts.

Если же добротность ГГ ближе к низкой или таковая, что вообще-то хорошо, резонансная кривая будет заметно несимметричной, а ее пик плоским, размытым, поз. III, или же проверка по ф-ле (2) не сойдется и при повторных измерениях. В таком случае по графику определяем точки наибольшего наклона касательных к вогнутым «крыльям» пика А1 и А2; математически в них вторая производная от описывающей резонансную кривую функции достигает максимума. За Umax тогда берем, как и прежде, его значение на вершине пика, а за Umin – вычисленное по ф-ле на поз. III новое значение U(F1,F2).

Структура системы

Померяли? Динамик подходит? Не торопитесь выбирать оформление. Сперва нужно выбрать структурную схему всей системы озвучивания, т.к. на ее электронную часть может пасть доля затрат не меньшая, чем на хороший басовый динамик. Система озвучивания с сабвуфером может быть построена по одной из след. схем, см. рис.

Примечание: эквалайзер и фильтр инфранизких частот ФИНЧ (рокот-фильтр) во всех схемах включаются до входов стереоканалов.

Поз. 1 – система с пассивной расфильтровкой по мощности. Плюс – не нужен отдельный басовый усилитель, подключается к любому УМЗЧ. Огромные минусы, первое, взаимное электрическое просачивание каналов в сабвуфере по СЧ: для LC-фильтров, сводящих его к приемлемой величине, понадобится приличный кейс, который для покупки их компонент придется прежде где-то на треть наполнить деньгами (в 100 рублевых купюрах). Второе – выходные сопротивления фильтров низких частот ФНЧ совместно с входным ГГ динамика образуют тройник, и каждый канал УМЗЧ теоретически четверть мощности будет тратить на то, чтобы греть соседа с его ФНЧ. Реально – больше, т.к. на мощности и потери в фильтрах существенны. Тем не менее, система с расфильтровкой по мощности применима в сабвуферах небольшой мощности с независимыми излучателями звука, см. далее.

Поз. 2 – пассивная расфильтровка на отдельный басовый УМЗЧ. Потерь мощности нет, взаимовлияние каналов слабее, т.к. характеристические сопротивления фильтров – килоомы и десятки килоом. В настоящее время практически не применяется, т.к. собрать активный фильтр на микросхемах оказывается много проще и дешевле, чем мотать катушки пассивных.

Поз. 3 – активная аналоговая расфильтровка. Сигналы каналов складываются простым резисторным сумматором, поступают на аналоговый активный ФНЧ, а с него на басовый УМЗЧ. Взаимовлияние каналов ничтожно и в обычных условиях прослушивания незаметно, расходы на компоненты невелики. Оптимальная схема для самодельного сабвуфера начинающего любителя.

Поз. 4 – полная цифровая расфильтровка. Канальные сигналы подаются на разветвитель Р, разделяющий каждый из них как минимум на 2 равнозначных исходному. По одному сигналу из пары подается на СЧ-ВЧ УМЗЧ (возможно, непосредственно, без ФВЧ), а остальные объединяются в сумматоре С. Дело в том, что при резисторном сложении на нижних частотах мидбаса и в подбасе возможно электрическое взаимодействие сигналов в ФНЧ, несколько искажающее суммарный басовый. В сумматоре сигналы складываются цифровым или аналоговым способом, исключающим их взаимовлияние.

С сумматора общий сигнал подается на цифровой ФНЧ с встроенными аналого-цифровым (АЦП) и цифро-аналоговым (ЦАП) преобразователями, а с него – на басовый УМЗЧ. Качество звука и развязка каналов – максимально возможные на сегодняшний день. Затраты на микросхемы для всего этого хозяйства оказываются посильными, но работа с ИМС требует уже некоторого радиолюбительского опыта, и еще большего – если покупается не готовый набор (что существенно дороже), а компоненты системы подбираются самостоятельно.

Оформление

На рис. даны наиболее употребительные схемы акустического оформления домашних сабвуферов. Лабиринты, рупоры и пр. не удовлетворяют требованиям компактности. Зеленым выделены схемы, предпочтительные для начинающих, желтым – выполнимые ими, а красным – непригодные. Кто поопытнее, может удивиться: 6-й бандпасс – для чайников? Ничего страшного, эту отличную басовую акустику на трубах можно настроить за выходные. Если знать, как.

Щит

Оформление сабвуфера в виде акустического экрана (щита, поз. 1) в домашних условиях выполнимо, если ГГ встроены в обшивку стен, т.к. их размеры соизмеримы с длинами подбасовых волн. Отсюда достоинство – с подбасом никаких проблем, лишь бы динамики его тянули. Другое – предельная компактность, саб полезной площади вообще не занимает. Но есть и серьезные минусы. Первый – большой объем строительных работ. Второй – акустический экран никак не влияет на АЧХ ГГ. «Горбатая» – так и петь будет, поэтому ставить на щит можно только дорогие низкодобротные и безразличные динамики. Подминус, так сказать – их отдача мала и щит ее увеличить никак не способен.

Закрытый ящик

Большущий плюс закрытого ящика (поз. 2) – глубокое демпфирование ГГ; для недорогих с высокой отдачей высокодобротных динамиков это единственно приемлемый тип акустического оформления. Но этот плюс влечет за собой и минус: с глубоким демпфированием шумовая мощность ГГ часто оказывается ниже пиковой, особенно у дорогих мощных головок. Катушка уже дымится, но хрипов все еще не слышно. Нужен индикатор перегрузки, но простейшие без отдельного электропитания искажают сигнал.

Не менее жирный плюс – предельно гладкая плавно падающая АЧХ и как следствие – наиболее чистый и живой звук. По этой причине выпускаются высококлассные мощные ГГ высокой добротности специально для установки в закрытые ящики или бандпассы 4-го порядка (см. далее).

Минус – из всех АС равного объема у закрытого ящика самая высокая низшая воспроизводимая частота, т.к. он повышает резонансную частоту динамика и не способен повысить его отдачу на частотах ниже нее. Т.е. по компактности сабвуфер в закрытом ящике проходит с большой натяжкой. До некоторой степени уменьшить этот недостаток можно, наполнив ящик синтепоном: он отлично поглощает энергию звуковых волн. Термодинамический процесс в ящике тогда из адиабатического переходит в изотермический, что равнозначно увеличению его объема в 1,4 раза.

Еще существенный минус – в закрытом ящике можно делать только пассивный сабвуфер, т.к. электроника в нем сильно греется даже помещенная в отгороженный отсек. Если вам попадутся старые АС 10МАС-1М, погоняйте их на половинной мощности с полчаса и потрогайте рукой корпус – теплый будет.

ФИ

Примечание: во всем равнозначен ФИ пассивный излучаетель (ПИ) – вместо трубы с портом ставят басовый динамик без магнитной системы и с грузиком вместо катушки. «Безнастроечных» методик расчета ПИ нет, потому и в промышленном производстве ПИ редкое исключение. Если у вас завалялся сгоревший басовый динамик, можете поэкспериментировать – настройка осуществляется изменением веса груза. Но учтите – активным ПИ лучше не делать по той же причине, что и закрытый ящик.

О глубоких щелях

Акустику с глубокими щелями (поз. 4, 6, 8-10) отождествляют то с ФИ, то с лабиринтом, но на самом деле это самостоятельный тип акустического оформления. Преимуществ у глубокой щели масса:

Недостаток у глубокой щели всего один, и то для начинающих: ненастраиваема после сборки. Как сделано, так и петь будет.

Об антиакустике

Бандпассы

BandPass в переводе проход полосы, так называют АС без прямого излучения звука в пространство. Это значит, что АС типа бандпасс не излучают СЧ вследствие внутренней акустической его отфильтровки: динамик ставят в перегородку между резонирующими полостями, сообщающимися с атмосферой портами труб или глубоких щелей. Бандпасс – специфическое для сабвуферов акустическое оформление и для полностью раздельных АС не применяется.

Бандпассы разделяют по величине порядка, а порядок бандпасса равен числу его собственных резонансных частот. Высокодобротные ГГ ставят в бандпассы 4-го порядка, где просто организовать акустическое демпфирование (поз. 5); низко- и среднедобротные – в бандпассы 6-го порядка. Ощутимой разницы в качестве звука между теми и теми, вопреки распространенному убеждению, нет: уже на 4-м порядке достигается сглаживание АЧХ на НЧ до 2 дБ и менее. Разница между ними для любителя в основном в сложности настройки: чтобы точно настроить 4-й бандпасс (см. далее) придется двигать перегородку. Что касается бандпассов 8-го порядка, то еще 2 резонансные частоты у них получаются вследствие акустического взаимодействия тех же 2-х резонаторов. Поэтому 8-е бандпассы иногда называют бандпассами 6-го порядка класса В.

Примечание: идеализированные АЧХ на НЧ для некоторых типов акустического оформления показаны на рис. красным. Зеленым пунктиром – идеальная АЧХ с точки зрения психофизиологии слуха. Откуда видно, что работы в электроакустике еще хватает и хватает.

Амплитудно-частотные характеристики одной и той же головки громкоговорителя в различном акустическом оформлении

Автосабвуферы

Автомобильные сабвуферы ставят обычно или в грузовой отсек, или под сиденье водителя, или за спинку заднего сиденья, поз. 1-3 на рис. В первом случае короб отнимает полезный объем, во втором саб работает в тяжелых условиях и может быть поврежден ногами, в третьем – не всякий пассажир сможет вытерпеть мощный бас прямо возле ушей.

В последнее время автомобильный сабвуфер все чаще делают типа стелс (stealth), встроенным в нишу заднего крыла, поз. 4 и 5. Подбаса достаточной мощности добиваются, применяя специальные автодинамики диаметром 12” с жестким диффузором, мало подверженным мембранному эффекту, поз. 5. Как сделать сабвуфер для автомобиля путем отформовки крыльевой ниши, см. след. видео.

Видео: автомобильный савбуфер “стелс” своими руками

Проще просто не бывает

Очень простой сабвуфер, не требующий отдельного басового усилителя, можно сделать по схеме с независимыми излучателями звука (ИЗ), см. рис. Фактически это две канальных НЧ ГГ, помещенные в общий длинный корпус, устанавливаемый горизонтально. Если длина короба сопоставима с расстоянием между сателлитами или шириной экрана телевизора, «расплывание» стерео мало заметно. Если же прослушивание сопровождается просмотром, то и вовсе незаметно благодаря непроизвольной зрительной коррекции локализации источников звука.

По схеме с независимыми ИЗ можно сделать отличный сабвуфер для компьютера: ящик с динамиками помещают в дальнем верхнем углу под столешницей. Полость под ней – резонатор, настроенный на очень низкую частоту, и от небольшой коробочки прорезается неожиданно хороший подбас.

ФИ для сабвуфера с независимыми ИЗ можно рассчитать в спикершопе. При этом эквивалентный объем Vts берут вдвое больше против измеренного, резонансную частоту Fs в 1,4 раза ниже, а полную добротность Qts в 1,4 раза больше. Материал короба, как и везде далее – МДФ от 18 мм; на мощность сабвуфера от 50 Вт – от 24 мм. Но лучше поместить динамики в закрытый ящик, его в данном случае можно сделать без расчета: длину по внутри берут по месту установки в пределах от 0,5 м (для компьютера) до 1,5 м (для большого телевизора). Поперечное сечение короба по внутри определяется исходя из диаметра диффузора динамиков:

• 6” (155 мм) – 200х200 мм.
• 8” (205 мм) – 250х250 мм.
• 10” (255 мм) – 300х300 мм.
• 12” (305 мм) – 350х350 мм.

В самом худшем случае (подстольный компьютерный саб на 6” динамиках) объем короба будет 20 л, а эквивалентный с заполнением – 33-34 л. При мощности УМЗЧ до 25-30 Вт на канал этого хватит, чтобы получить приличный мидбас.

Фильтры

LC-фильтры в данном случае лучше использовать типа K. Для них нужно больше катушек, но в любительских условиях это несущественно. У K-фильтров малое затухание в полосе непропускания, 6 дБ/окт на звено или 3 дБ/окт на полузвено, зато абсолютно линейная ФЧХ. Кроме того, при работе от источника напряжения (каковым с большой точностью является УМЗЧ), K-фильтр мало чувствителен к изменениям импеданса нагрузки.

На поз. 1 рис. даны схемы звеньев K-фильтров и расчетные формулы для них. R для НЧ ГГ берется равным ее импедансу Z на частоте среза ФНЧ 150 Гц, а для ФВЧ равным импедансу сателлита z на частоте среза ФВЧ 185 Гц (формула на поз. 6). Определяются Z и z по схеме и формуле на рис. выше (со схемами измерений). Рабочие схемы фильтров даны на поз. 2. Если вам больше по душе докупить конденсаторов, а не мотать катушки, точно такие же по параметрам можно составить из П-звеньев и полузвеньев.

Данные и схемы для изготовления фильтров простого сабвуфера с независимыми излучателями

Затухание ФНЧ в полосе непропускания 18 дБ/окт, а ФВЧ 24 дБ/окт. Такое откровенно нетривиальное соотношение оправдано тем, что сателлиты разгружаются от НЧ и дают звук чище, а отраженный от ФВЧ остаток НЧ отправляется на НЧ динамики и делает басы глубже.

Данные к расчету катушек фильтров даны на поз. 3. Располагать их нужно взаимно перпендикулярно потому, что K-фильтры работают без магнитной связи между катушками. При расчете задаются размерами катушки и по найденной в порядке расчета фильтра индуктивности определяют количество витков. Затем с помощью коэффициента укладки находят диаметр провода в изоляции, он должен получиться не менее 0,7 мм. Выходит меньше – увеличиваем размеры катушки и пересчитываем.

Настройка

Настройка данного сабвуфера сводится к выравниванию громкостей басовиков и сателлитов на соотв. частотах среза. Для этого сначала готовят комнату к акустическим измерениям, как описано выше, и тестер с мостом и трансформатором. Далее понадобится конденсаторный микрофон. Для компьютерного придется сделать какой-нибудь микрофонный усилитель (МУС) с подачей смещения на капсюль, т.к. обычная звуковая карта не может одновременно принимать сигнал и эмулировать ГЗЧ, поз. 4. Если найдется конденсаторный микрофон со встроенным МУС, хотя бы старенький МКЭ-101, отлично, его выход подключают прямо к первичной (меньшей) обмотке трансформатора. Процедура измерений несложна:

1. Микрофон закрепляют напротив геометрического центра сателлитов на расстоянии по горизонтали 1-1,5 м.
2. Отключают от УМЗЧ сабвуфер и подают сигнал 185 Гц.
3. Записывают показания вольтметра.
4. Ничего не меняя в комнате, отключают сателлиты, подключают саб.
5. Подают на УМЗЧ сигнал 150 Гц, записывают показания тестера.

Теперь нужно рассчитать выравнивающие резисторы. Выравнивают громкости, приглушая более громкие звенья по последовательно-параллельной схеме (поз. 5), т.к. необходимо сохранить неизменными по модулю найденные ранее значения Z и z. Расчетные формулы для резисторов даны на поз. 6. Мощность Rг – не менее 0,03 от мощности УМЗЧ; Rд – любая от 0,5 Вт.

Тоже просто

Еще вариант простого, но уже настоящего сабвуфера – со спаренной НЧ ГГ. Спаривание НЧ динамиков – очень эффективный способ повысить класс их звучания. Конструкция сабвуфера на спарке старых 10ГД-30 дана на рис. ниже.

Оформление – весьма совершенное, бандпасс 6-го порядка. Басовый усилитель – на TDA1562. Можно использовать и другие высокодобротные ГГ с относительно небольшим ходом диффузора, тогда, возможно, придется делать настройку подбором длины труб. Производится она по контрольным частотам 63 и 100 Гц след. образом (контрольные частоты не являются резонансными акустической системы!):

• Готовят комнату, микрофон и приборы, как описано выше.
• Подают на УМЗЧ попеременно 63 и 100 Гц.
• Изменяют длины труб, добиваясь разницы показаний вольтметра не более 3 дБ (в 1,4 раза). Для гурманов – не более 2 дБ (в 1,26 раза).

Настройка резонаторов взаимозависима, поэтому трубы нужно двигать согласно: выдвинул короткую, на столько же, пропорционально ее исходной длине, задвинул длинную. Иначе можно вовсе расстроить систему: пик оптимума настройки у 6-го бандпасса очень острый.

1. Провал между 63 и 100 Гц – перегородку нужно сдвинуть в сторону большего резонатора.
2. Провалы по обе стороны 100 Гц – перегородку сдвигают в сторону меньшего резонатора.
3. Всплеск ближе к 63 Гц – нужно увеличить диаметр длинной трубы на 5-10%
4. Всплеск ближе к 100 Гц – то же, но для короткой трубы.

После любой из подгоночных процедур делается перенастройка сабвуфера. Для ее удобства полную сборку на клею вначале не делают: перегородку плотно примазывают пластилином, а одну из боковых стенок ставят на двухсторонний скотч. Следите, чтобы не было щелей!

Трубы для резонаторов

Готовые коленчатые трубы для акустики продаются в музыкальных и радиомагазинах. Телескопическую акустическую трубу можно сделать своими руками из обрезков пластиковых или картонных труб. В том и другом случае поперек внутреннего устья нужно прочно приклеить 2 отрезка лески: один внатяг, другой выступающей наружу петлей, см. рис. справа. Если трубу нужно раздвинуть, на тугую леску давят карандашом и т.п. Если укоротить – тянут за петлю. Настройка резонатора с трубой таким образом ускоряется во многие разы.

Мощный 6-й порядок

Чертежи бандпасса 6-го порядка под 12” ГГ даны на рис. Это уже солидная напольная конструкция на мощность до 100 Вт. Настраивается, как и предыдущая.

Чертежи сабвуфера бандпасс 6-го порядка под 12″ динамик

4-й порядок

Вдруг в вашем распоряжении окажется 12” высокодобротная ГГ, на ней можно будет сделать бандпасс 4-го порядка того же качества, но более компактный, см. рис; размеры в см. Однако настроить его будет намного сложнее, т.к. вместо манипуляций с трубой большего резонатора придется сразу же двигать перегородку.

Сабвуфер бандпасс 6-го порядка под 12″ динамик

Электроника

К басовому УМЗЧ для сабвуфера предъявляется то же, что и к фильтрам, требование полной линейности ФЧХ. Удовлетворяют ему УМЗЧ, выполненные по мостовой схеме, она же на порядок снижает нелинейные искажения интегральных УМЗЧ с не комплементарным выходом. УМЗЧ для сабвуфера мощностью до 30 Вт можно собрать по схеме на поз. 1 рис; 60-ваттный по схеме на поз. 2. Активный сабвуфер удобно делать на одной микросхеме 4-канального УМЗЧ TDA7385: пару каналов пускают на сателлиты, а другие два включают по мостовой схеме на саб, или же, если он с независимыми ИЗ, пускают на басовики. TDA7385 удобна и тем, что для всех 4-х каналов у нее общие входы функций St-By и Mute.

По схеме на поз. 3 получается хороший активный фильтр для сабвуфера. Усиление его нормирующего усилителя регулируется переменным резистором на 100 кОм в широких пределах, поэтому в большинстве случаев отпадает довольно-таки муторная процедура выравнивания громкостей саба и сателлитов. Сателлиты в таком варианте включаются без ФВЧ, а в усилители СЧ-ВЧ встраивают потенциометры предустановки громкости со шлицами под отвертку.

Возможно, вам захочется рассчитать щелевой саб с нуля, а не возиться с перенастройкой сабвуферов-прототипов под свой динамик. В таком случае пройдите по ссылке: //cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php . Автор, надо отдать ему должное, сумел на уровне «для чайников люминевых» объяснить, как с помощью современных софтов рассчитать и сделать высококлассный сабвуфер. Однако в большом деле не без промашки, поэтому, изучая источник, имейте в виду:

И все-таки…

Самому сделать саб дело увлекательное, полезное для развития ума и мастерства, к тому же хороший басовый динамик стоит раза в полтора дешевле пары классом ниже. Однако на контрольных прослушиваниях и матерые эксперты, и случайные слушатели «с улицы» при прочих равных условиях однозначно отдают предпочтение системам озвучивания с полным разделением каналов. Так что прикиньте сначала: а не придется ли вам все-таки по рукам и кошельку пара раздельных колонок?

Сабвуфер - это низкочастотный динамик, установленный в корпус. Он предназначен для воспроизведения звука низкой частоты. Тема этой статьи - изготовление сабвуфера своими руками.

Наш рассказ о том, как собрать сабвуфер, необходимо предварить небольшим экскурсом в теорию. Корпус выступает в роли акустического оформления, требуемого для изоляции звуковых волн, излучаемых передней и задней стороной диффузора динамика, так как при их встрече происходит самозатухание, называемое коротким замыканием.

Виды конструкций акустического оформления

Бесконечный экран (freeair)- головка динамика устанавливается в усиленную заднюю полку автомобиля. Несмотря на простоту установки, используется редко ввиду низкого звукового давления, а также переменой звучания в зависимости от наполненности багажника. Возможна реализация только в автомобилях с кузовом седан.

Закрытый ящик - наиболее распространённый корпус сабвуфера. Закрытая коробка достаточной жесткости полностью изолирует звуковые колебания, излучаемые тыльной стороной головки. Для лучшего затухания звуковых волн внутри корпуса ящик внутри обклеивают звукопоглощающим материалом: войлоком, ватой или поролоном толщиной не меньше 2см. Из плюсов - простота расчетов и изготовления. Также динамики в таком корпусе легко переносят пиковую нагрузку. Закрытый ящик подходит для прослушивания музыки с богатым тональным окрасом. Минус один, но существенный. Это низкий коэффициент полезного действия сабвуфера, так как половина звуковых волн «остается» в ящике.

Фазоинвертор. Представляет из себя закрытый ящик с выходом порта, через который звуковая волна от тыльной стороны головки выходит из ящика наружу. Тоннель имеет круглую или прямоугольную форму. Именно этот порт и называется фазоинвертором. Он имеет определённый размер и место установки, благодаря чему меняет фазу проходящей через него звуковой волны. Звук от задней стороны динамика накладывается на звук от передней стороны, увеличивая коэффициент полезного действия. Это позволяет получить звуковое давление в два раза больше, чем при закрытом корпусе. Однако такой корпус более сложен в расчётах, и требуется больше размер ящика по сравнению с установкой того же динамика в закрытый ящик. Также при большом уровне звука возможны шумы из-за завихрения воздуха на краю фазоинверторного порта.

Бандпасс(bandpass). Представляет собой ящик с перегородкой посередине, которая образует две камеры. В перегородку внутри корпуса устанавливается низкочастотный динамик. В зависимости от сочетания камер (глухих или фазоинверторных), различают три вида бандпасс корпусов. Это бандпасс 4-й категории, 6-й категории тип А и 6-й категории тип Б (см. рис.). Сабвуферы данной конструкции позволяют получить качественный бас и высокий уровень КПД. Такой корпус очень сложный в проектировании и настройке, также имеет большие размеры по сравнению с другими конструкциями.

Изготавливаем корпус для сабвуфера своими руками

Какой материал лучше всего подойдёт для того, чтобы сделать корпус для сабвуфера своими руками?

• Древесностружечная плита (ДСП) - наиболее подходящий вариант, он дёшев и легко поддается обработке. Следует выбирать ДСП с наибольшей плотностью. Подойдет толщина 16мм или больше. ДСП легко впитывает влагу и разбухает, поэтому желательно окрашивать.
• Древесноволокнистая плита (ДВП) - её, также как и ДСП, следует выбирать наиболее большой плотности. Легко слоится, особенно влажный. С ДВП следует работать аккуратно, чтобы не испортить. Несмотря на недостатки, является удобным материалом для быстрой постройки сабвуферного корпуса для динамика средней мощности.
• Фанера. Подходит фанера из русской березы или корабельной древесины. Большинство других сортов фанеры не имеют достаточной плотности, что приводит к искажению звука.

Если есть листы ДСП, ДВП или фанеры, но их толщины недостаточно, чтобы обеспечить требуемую жесткость конструкции, можно сложить вместе два листа, скрепив их герметиком (или ПВА, столярным клеем) и саморезами.

Итак, сделать корпус для сабвуфера своими руками совсем не сложно.

Как собрать сабвуфер: требуемые материалы и инструменты

Материалы

• Динамики. При выборе динамика следует знать, что они отличаются своими характеристиками. На коробке или инструкции обычно указывается рекомендуемое акустическое оформление для данного динамика.
• Фанера, ДВП, ДСП. Количество зависит от размеров изготовляемого корпуса.
• Клеммы для проводов (акустический терминал). Необязательно. Можно просверлить две дырочки и через них вывести провода от динамика наружу.
• Кабель акустический.
• Силиконовый герметик или клей ПВА.
• Саморезы по дереву. Гвозди не подходят.
• Эпоксидная смола.
• Краска или лак.
• Клей в баллончике для карпета. Можно использовать и другой клей.
• Если вы будете строить корпус с фазоинвертором, необходим фазоинверторный туннель требуемого размера. Если нужного в продаже нет, то подбирается в строительном магазине пластиковая (картонная, железная) труба нужного диаметра.

Инструменты

• Ножовка или лобзик.
• Шуруповерт, подойдет и отвертка.
• Рулетка или длинная линейка.
• Карандаш (маркер).
• Карпет или винил, подойдет и другой материал для обтяжки корпуса снаружи.
• Ножницы.

Перед тем как собрать сабвуфер, необходимо грамотно его рассчитать. Качаем в интернете программу JBL SpeakerShop (или аналогичные, например WinISD или bassbox6pro), нужна чтоб рассчитать размеры корпуса.

Все эти программы работают по одному принципу: в соответствующие поля в программе вводим характеристики из инструкции к динамику или ищем в базе данных программы свой динамик. Выбираем тип корпуса, который хотим построить, и объем, рекомендуемый в инструкции. Программа выдаст размеры всех стенок сабвуферного корпуса. В инструкциях ко многим динамикам уже указываются размеры и виды рекомендуемых ящиков. Если форма сабвуферного корпуса, указанного в инструкции, подходит, то можно обойтись без программы. Для каждого динамика требуется индивидуальный расчёт объема корпуса, размера и расположения порта. Для корпуса сабвуфера не имеет значения форма, важен объем для получения тех или иных характеристик звука.

Изготовление сабвуфера включает в себя несколько этапов

Вырезаем стенки ящика согласно размерам. Вырезать следует, тщательно соблюдая размеры, чтобы при сборке щели были как можно меньше.

Собираем стенки вместе, промазывая стыки герметиком и закручивая саморезы через каждые 5 см.

Стыки ещё раз промазываем герметиком снаружи и внутри. Если останется даже очень маленькая дырочка, через нее при работе динамика будет слышен свист.

Вырезаем в удобном месте отверстие для акустического терминала (клеммы для проводов).

Вырезаем отверстие для динамика.

Если ящик с фазоинвертором, то крепим фазоинверторный порт в соответствующее отверстие так же с помощью эпоксидной смолы.

Чтобы защитить корпус из ДВП или ДСП от влаги, материал лучше покрыть краской или лаком, лучше нитро.

Обтягиваем карпетом корпус, не забывая оставить отверстия для динамика и терминала.

Устанавливаем акустический терминал на свое место. Крепим его саморезами, изнутри можно промазать эпоксидной смолой.

Крепим на клеммы внутри терминала два провода. Другой стороной провода присоединяем к клеммам динамика. Они должны иметь ровно ту длину, которая требуется для удобного подсоединения динамика.

Вставляем динамик на свое место. В стык между динамиком и плоскостью ящика кладем уплотнительную прокладку. Если в комплекте с динамиком не было такой, можно использовать тонкую полоску поролона или уплотнитель для окон.

Крепим динамик саморезами из комплекта динамика или обычными саморезами по дереву.

На фото - сабвуферный корпус с фазоинвертором для динамика BLAUPUNKT размером 12″ (слева). Объем корпуса - 70 литров, это максимальный рекомендованный в инструкции объем для этого динамика. Большой объем позволяет получить хорошее звуковое давление для прослушивания электронной музыки.

Корпус должен быть крепким, иначе его вибрация, будет генерировать частоты, которые придадут нежелательную окраску звуку. Расскажем из какого материала лучше делать ящик для сабвуфера и какие бывают типы корпусов.

Из каких материалов делают?

Многослойная фанера . Существует большое количество сортов фанеры, многие из которых не приемлемы для конструирования корпуса сабвуфера. Обычная фанера недостаточно плотная и дает искажения звука. Многослойная фанера является отличным материалом для постройки небольших сабвуферов. Данная фанера плотная и легче ДСП и MDF. С ней легко работать, вкручивать шурупы, не опасаясь расслаивания.

Древесностружечная плита . В продаже имеются плиты нескольких сортов, но для корпусов рекомендуется ДСП самой большой плотности. Хотя высокоплотные разновидности весят больше, с ними легче работать и они лучше звучат. Высокоплотная ДСП толщиной 16 мм является, возможно, самым лучшим выбором для мощного сабвуфера, поскольку у нее самая высокая плотность и слабые резонансные качества.

Недостаток ДСП - он легко впитывает влагу и с трудом режется пилой. Ящик из него следует окрашивать, чтобы предотвратить разбухание из-за влаги.

Древесноволокнистая плита средней плотности . По сути, является формой спрессованной бумаги, имеет высокую плотность и легко режется. Недостаток ДВП - с ней тяжело работать из-за склонности расслаиваться, когда ее скрепляют. Она много и быстро впитывает влаги.

Типы корпусов

Герметичные (закрытый ящик) . Наиболее распространенной формой сабвуфера является герметичный корпус. Ему отдают предпочтение по причине относительной простоты разработки и конструирования.

Герметичный - это корпус, который полностью изолирует внутреннее воздушное пространство сабвуфера от внешнего. Воздух внутри короба поддерживает мембрану динамика и работает как дополнительная подвеска для нее. Это позволяет динамику выдерживать большую мощность.

Диапазон излучаемых частот сабвуфера зависит от объема ящика. Если объем меньше оптимального, то внутри ящика давление увеличится, что приведет к срезанию некоторых частот и усилению других. Вместо чистого глубокого баса сабвуфер выдаст гулкий, "проваленный". Увеличивая объем короба бас улучшается, но до определенного уровня. Главная задача проектирования заключается в определении оптимального объема для динамика.

На практике случается, что сначала конструируется короб, исходя из ограничений свободного пространства в багажнике автомобиля, а затем подбирается динамик под внутренний объем этого ящика.

Фазоинверсные корпусы сабвуферов широко применяются в домашних акустических системах и получили широкое распространение в автомобильном авто звуке. Эта форма корпуса уникальна тем, что фазоинвертор (вентиляционный канал) помогает в воспроизведении наиболее низких частот в слышимом диапазоне. Фазоинвертор фактически становится источником звука, содействующим общему звучанию сабвуфера.

Фазоинверсные системы выдают больше баса при меньшей мощности, чем герметичные. Правильно сконструированный вентиляционный канал даст повышенный выходной сигнал на настроенной частоте. Звук у фазоинверсных сабвуферов чище, но объем больше, чем у герметичных для одного и того же динамика.

Недостатком является возможность появления искажений при воспроизведении частот из диапазона ниже расчетного. Расчеты параметров вентилируемого корпуса более сложные, и даже небольшие погрешности могут не оправдать затраченных усилий и времени. Ошибки при конструировании и настройке фазоинвертора являются причиной того, что акустическая система "бубнит" или же бас "размазан".

Изобарическая конструкция представляет собой короб, в котором установлены два идентичных динамика. Эта конструкция основана на идее наличия постоянного давления воздуха между мембранами двух динамиков. В результате два акустически связанных динамика функционируют как один динамик.

Преимущество состоит в экономии объема. Недостатком является то, что при наличии двух звуковых катушек фактически рабочей остается только одна мембрана. Общая отдача изобарического сабвуфера примерно на 3 дБ меньше, чем у остальных сабвуферов при одинаковой входной мощности. Конструктивно пара динамиков располагается внутри корпуса на одной оси, мембрана к мембране, магнит к магниту или магнит к мембране.

Bandpass корпусы представляют из себя две камеры между которыми монтируется динамик. Одна из камер является герметичной, а вторая камера фазоинверсной.

Данная конструкция обеспечивает качественный низкий бас по сравнению с другим сабвуферами, что делает их популярными. Но акустическая отдача их сравнительно низка. При конструировании bandpass следует учитывать зависимость между частотной характеристикой и звуковым давлением, которое развивает корпус. Чем ниже и лучше бас, тем ниже акустическая отдача и мощность сабвуфера. И наоборот, чем мощнее сабвуфер, тем выше и хуже бас он выдает.

Недостатком является сложность расчетов и большие размеры по сравнению с герметичными или фазоинверсными корпусами.

Сабвуфер — это отдельно созданная акустическая система, которая предназначена для воспроизведения частот в звуковом диапазоне 20-120Гц. Сабвуфер воспроизводит низкие частоты, а основная только средние и высокие. Для человеческого слуха остается нераспознанным направление звука низкой частоты, поэтому сабвуфер можно устанавливать в любом месте. Изготовить сабвуфер своими руками не сложно и начинать нужно с покупки динамиков.

Выбор динамиков и сопротивления

Обычно используют динамики размеров:

• Динамики на 6 дюймов – используются в качестве дополнительного источника мид-баса.
• Динамики на 8 дюймов — используются при получении фронтальных басов.
• Динамики на 10 дюймов — качественно звучат в 15 – 20 литровом корпусе «Закрытый Ящик», получается компактный сабвуфер с неплохим звуковым давлением.
• Динамики на 12 дюймов – оптимальный вариант, хороши для сабвуфера объемом 25 – 35 литров.
• Динамики на 15 дюймов — используют, как правило, на соревнованиях по SPL, так как 60 – 90 литровый сабвуфер вместит не каждый автомобиль.

Основной принцип разницы сопротивлений в звуковой катушке: чем меньше сопротивление нагрузки у усилителя,тем выше мощность.

Использование в нагрузке 1 — 2 Ом приводит к потере качества звучания.

Исходя из этого, рекомендуется выбирать 2-4 Ома. Среди специалистов и любителей нет пока единого мнения по поводу мощности динамиков. Но можно точно сказать, что динамик следует выбирать более мощный, чем максимальная мощность усилителя. Ни одна система не рассчитана на долгую работу на максимальной громкости: это приводит к росту нелинейных искажений и сильному снижению качества звука. Поэтому рекомендуется придерживаться баланса.

Параметры динамика

Теперь время создавать самодельный сабвуфер и его виртуальный образ. Дальнейшее проектирование ящика будет проводиться программой WinISD 0.44 и потребует некоторых характеристик динамика, а именно параметров Тиля-Смолла:

• Qts -добротность динамика;
• Fs - частота резонанса для открытого пространства;
• Vas - эквивалентный объем.

Параметр Fs проблем не вызывает. Для ГДН35 Fs будет 38 Гц, для ГДН50 - 40 Гц, а для ГДН75 равен 25-35 Гц. Импортный динамик, где еще и фирменный, имеет параметры, которые легко найти в базе данных WinISD 0.44.

Qts - наиболее важен при расчете ящика. Этот параметр определяет отношение передаточной функции динамика частоты Fs к передаточной функции на тех частотах, амплитудно-частотная характеристика которых (АЧХ) горизонтальна. Другими словами на частотах выше Fs. Qts описывает эффективность динамика на резонансной частоте. Проблема в том, что низкочастотный динамик стандарта ГДН выпускается в разных местах. И параметры у разных производителей сильно отличаются.

Во время расчета ящика нужно взять во внимание все вероятные значения Qts и добавить отходные варианты.

В большинстве источников указаны следующие параметры:

• 35ГДН-1-8 Qts = 0,4;
• 35ГДН-1-4 Qts = 1±0,5;
• 50ГДН-42Д Qts = 1±0,5;
• 75ГДН-1-4 Qts = 0,2-0,5.

Vas - не особо важный для расчетов параметр, его значение можно считать равным:

• ГДН35 — 40-50 л.;
• ГДН50 - 90 л.;
• ГДН75 - 80 л.

Видеопример сборки сабвуфера:

Последние значения

Программа WinISD 0.44 для проектирования ящика затребует еще некоторые параметры:

• Z - сопротивление, оно указано в маркировке динамика, ГДН35-1-4 Z=4 Ом, ГДН75-1-8 Z=8 Ом и далее по списку;
• Ре - предельная шумовая мощность: ГДН35 Ре = 35 Вт, ГДН50 Ре = 50 Вт, остальное в справочной литературе.
• Qms - механическая добротность, ГДН35 - 5,8, ГДН75 - 2,38…
• Qes - электрическая добротность, ГДН35 - 0,44; ГДН75 - 0,31…
• dia - диаметр диффузора.

Остальные параметры не столь важны, и их в программе можно не указывать.

Проектирование ящика

Дальнейшее изготовление сабвуфера своими руками требует определиться с выбором типа ящика. Программа позволяет спроектировать четыре вида ящиков:

1. ЗЯ - или закрытый ящик. Простой в проектировании и изготовлении, но имеет минимальный КПД. К тому же представляет некоторую трудность абсолютная герметизация ящика.
2. ФИ - фазоинвертор. Несколько более сложный для расчета, но выдает более высокий КПД.
3. – 4. БП4 и БП6 - бандпас 4-го и, соответственно 6-го порядка. Наиболее сложный при проектировании и изготовлении, но имеют максимальный КПД на низких частотах, и глушит высокие.

Каждый вид имеет свои положительные и отрицательные черты.

В наибольшей степени выбор ящика зависит от выбранного динамика.

Какой ящик лучше всего подходит к динамику, подскажет программа.

Перед началом проектирования создадим новый динамик со своими параметрами в базе данных. Нажимаем New, затем выбираем Own drivers, затем New, загружаем свои параметры, затем OK, Close.

Затем создадим проект на базе созданного динамика. Повторяем туже процедуру несколько раз, используя разные виды ящиков.

Само проектирование состоит в изменении размера ящика и настройки частоты фазоинверторов. Реагирует программа на вносимые изменения и изменяет график звучания в зависимости от частоты. Чтобы настроить частоту фазоинвертора, изменяется длина и диаметр труб. Также на длину труб влияет ее диаметр, задаваемый в соответствующем поле. Нужно следить, чтобы длина труб не оказалась чрезмерно большой, и не стало красным поле Vent mach.

Идеальный график пересекает на частоте 25-35 Гц линию в -3 дБ, а затем проходит по линии в 0 дБ и спадает примерно на 150-200 Гц. В остальном проектирование будет заключаться в поиске оптимально допустимых отклонений.

Делаем корпус

Теперь подробнее о том. как сделать сабвуфер своими руками и . Форма корпуса сабвуфера изготавливается в виде слегка усеченной пирамиды, так как она наиболее универсальна. Задняя стенка будет иметь скос в 23 градуса, потому что большинство автомобилей со спинкой заднего сиденья, наклоненной именно под таким углом. После определения нужного объема рассчитываем и рисуем чертеж корпуса будущего сабвуфера.

Закрытый ящик

Передняя стенка будет из ДСП в 23 мм толщиной, а боковая — толщиной 20 мм. Выпилим стенки нужных размеров и в необходимом количестве, затем производим сборку корпуса.

Все соединения лучше сделать клеем и саморезами, которые вкручиваются с интервалом в 5 см.

Под них предварительно сверлим отверстия сверлом диаметром 3 мм, а под головки саморезов возьмем сверло на 10 мм.

Затем, на боковой стороне циркулем размечаем отверстие для акустического терминала. Отверстие вырезаем электролобзиком. Акустический терминал под высоким давлением может давать призвуки. Чтобы избежать этого, экранируем его с помощью небольшой коробочкой. Промазываем соединения клеем и прикручиваем саморезами. Рубанком срезаем выступающие части корпуса.

На передней стенке таким же способом размечаем и вырезаем отверстие для установки динамика. Чтобы , следует пропитать его мебельным нитролаком. Лак наносим еще и на переднюю панель, на внутренний торец. Для большей привлекательности внешнего вида можно оклеить снаружи карпетом. В качестве клея используется тот же нитролак. Соединяем сабвуферный динамик и акустический терминал и закрепляем их в корпусе.

Фазоинвертор

Данный тип более громоздкий, его сложнее рассчитывать и настраивать, однако самодельный сабвуфер имеет КПД и качество звучания значительно выше предыдущего варианта. Как и в предыдущем случае, расчеты параметров ведутся с помощью одной из программ.

Вырезаем по нужным размерам стенки и аккуратно скрепляем их друг с другом клеем и саморезами. Рекомендуется промазать швы изнутри силиконовым герметиком. Для шпаклевки используется автомобильная двухкомпонентная шпаклевку. Необходимо как можно тщательнее отшлифовать корпус.

Вырезаем отверстия для фазоинвертора, специальных ручек-карманов и розетки. Устанавливаем и проверяем надежность всех креплений. Можно обтянуть кожей корпус.

Существуют варианты ФИ щелевого типа. Основным отличием является уникальный щелочной инвертор. Из-за особой конструкции крепление лучше делать с помощью длинных шурупов, для герметизации используются жидкие гвозди или клей «Момент». Однако, наибольшая прочность и герметизация получается, если ткань применить и эпоксидную смолу. В остальном процесс изготовления и сборки схож с обычным фазоинвертором.

Бандпас 4-го порядка

Это для тех, кто имеет опыт в проведении расчетов и изготовлении.

Бандпас 4-го порядка достаточно сложно рассчитывать и легко ошибиться в размерах.

Однако, он выдает отличный звук и КПД. Кроме того, он имеет лучшую защиту от внешнего воздействия, так как динамик расположен полностью внутри корпуса.

Расчеты размеров корпуса ведутся с помощью той же компьютерной программы. Важно при этом правильно рассчитывать не только размеры корпуса целиком, но и каждую из камер в отдельности. При выпиливании всех деталей следует точно придерживаться размеров. Затем собираем конструкцию при помощи клея или герметика и саморезов.

После сбора снова промазываем тщательно швы тем же герметиком или жидкими гвоздями. Перегородку, с расположенным на ней динамиком делаем из 2 листов ДСП. Место соединения с динамиком промазываем герметиком или силиконом и плотно сжимаем саморезами.

Затем пропилить отверстие для клеммы и обклеить изнутри шумопоглощающим материалом. Можно использовать, к примеру, ватин. Клей следует наносить не на всю площадь, а небольшими штрихами, чтобы изолирующий материал не оказался статичен. Дополнительно можно закрепить его при помощи строительного степлера. Далее припаиваем провода к клемме и к динамику.

Теперь заканчиваем сборку задней камеры и полностью ее герметизируем. На нее тоже следует поместить ватин. После чего плотно закрепить саморезами и клеем. Лучшую герметичность дают жидкие гвозди и наклеенный поверх швов скотч.

Чтобы изготовить сабвуфера своими руками фазоинвертор, можно купить или, если нет в наличии нужного размера, сделать из пластиковой трубки самому. Можно использовать канализационную трубу диаметром 100мм. Фазоинвертор с двух частей имеет раструбы, на передней части большего диаметра.

Сделать раструб можно, если края трубы немного нагреть и, с помощью банки или тарелки, расширить.

В крышке пропиливаем лобзиком отверстие, помещаем карпет вместе с фазоинвертором, предварительно промазав соединения жидкими гвоздями. Обклеиваем с задней стороны крышку и фазоинвертор шумопоглащающим материалом, можно использовать тот же ватин. Собираем готовый сабвуфер и обклеиваем его снаружи карпетом.

Бандпас 6-го порядка

Наиболее сложный по расчетам и сборке сабвуфер. Требуется основательная подготовительная работа с расчетами. Сравним с БП 4, но диапазон частот выдает гораздо больший. Правильно рассчитывать КПД и мощность этого сабвуфера сложно даже при помощи программ имитации. Обычно все параметры подбираются по наитию, исходя из личных предпочтений.

Устройство корпуса сложнее, чем в других сабвуферах, поэтому, для придания дополнительной прочности соединениям, их выполняют с помощью деревянных брусков, которые закрепляются саморезами. Все составляющие детали вырезаем строго по размерам. В перегородке, предназначенной для динамической головки, отметить циркулем и вырезать отверстие, разметить и просверлить отверстия под крепление динамика. Далее, по периметру крепим брусок. Затем одну из боковых стенок сабвуфера соединяем с днищем и устанавливаем перегородку под динамик.

Вторая боковая стенка сабвуфера крепится вслед за этим к перегородке и днищу. После этого бруски крепятся по периметру обеих камер. Вторая боковая стенка корпуса также крепится к днищу и перегородке. Затем прикрепляются бруски по периметру камер. Далее вырезаются 2 отверстия для фазоинверторов, и собирается сабвуфер. Делается это по технологии, аналогичной БП 4. Но дополнительным материалом шумоизоляции используется вата. Ее располагают между ватином и внутренней поверхностью корпуса сабвуфера. В качестве дополнительной отделки сабвуфер можно покрасить.

Самодельный сабвуфер стелс

Такой сабвуфер малозаметен и не занимает много места в багажнике. Вследствие этого его удобно использовать в автомобиле.

Обычно его устанавливают в багажнике автомобиля за аркой заднего крыла.

Хороший динамик требует ящик объемом до 18 литров, а иногда и более. Можно вынести немного переднюю панель корпуса в багажник, или, подрезав пол в багажнике, занять нишу, предназначенную для запасного колеса.

Устанавливая стелс, следует выдвинуть немного переднюю панель и аккуратно соединить ее со штатной обшивкой багажника. Вырезать обшивку по линии примыкания усилителей и сабвуфера. Работу с формовкой стеклопластика начинают с маскировки поверхности в местах контакта с полиэфирной смолой. Из гофрокартона делают форму, склеивают куски малярным скотчем. Собирают металлический каркас для усилителей, ориентируясь на край из стеклопластика. После этого примеряем оборудование.

Также из стеклопластика делаем панель облицовки для усилителей, уже на установленном каркасе. Для этого закрываем все промежутки между листами МДФ полиэтиленом и скотчем. После монтируем все саморезами на коробке корпуса. Гофрокартон используем как опалубку, чтобы устранить зазоры в корпусе сабвуфера. Между деталями необходимо набрать ту же толщину пластика, что и на остальных изделиях. Стеклопластиком и шпаклевкой добавляем внешнему виду корпуса более привлекательный вид. Устанавливаем сабвуфер в крыло автомобиля и можно удалять неровности полиэфирной шпаклевкой и выравнивать с помощью наждачной бумаги. Корпус обклеиваем карпетом и прикрепляем динамик.

Установка подсветки сабвуфера

Для подсветки используют светодиоды или оформляют светодиодной лентой. Светодиоды имеют 2 контакта, Анодный (А) и Катодный (К). Чтобы подключить светодиод правильно, и он работал, нужно присоединить контакты: А подключается к «плюсу» на источнике питания, К – к «минусу». Именно к А припаиваются резисторы, сопротивление которых рассчитывают по формуле закона ОМА.

Исходить следует из того, что рабочим напряжением светодиода является Uсв=3В, рабочим током Iсв=10мА=0.01А. Припаивают резисторы к контакту А каждого в отдельности светодиода. Так же нужно заранее решить, как закрепить светодиоды внутри сабвуфера. Наиболее удачно расположить их так, чтобы они держались крепко вместе.

Когда в качестве подсветки используется светодиодная лента, процесс закрепления диодов заменен конструкцией ленты. В ней светодиоды уже установлены и тщательно закреплены. Прикреплять светодиоды на внутреннюю поверхность сабвуфера можно при помощи двухстороннего скотча.

Работа со светодиодной лентой намного проще. Она позволяет создавать более яркие дизайнерские решения и интересные подсветки. К примеру, диодное кольцо, окружающее динамик. Рекомендуется использовать ленту, яркость и цвет которой выбран на собственный вкус.

Еще одно – использовать эквалайзер на заднем стекле автомобиля. Неоновый эквалайзер, реагирующий на пиковые амплитуды, выдаваемые сабвуфером, заставляет прыгать световые столбики. Это красиво и оригинальное решение светового оформления установленного сабвуфера.

Любой владелец автомобиля делает , руководствуясь только собственным вкусом. Любые советы специалистов всегда носят лишь рекомендательный характер. Тоже относится и к советам по изготовлению сабвуферов своими руками и их установки. Посетители нашего сайта могут в комментариях оставить свое мнение об изложенных в статье методах или описать свои собственные. Будем рады узнать ваше мнение.

• Новости
• Практикум

Генпрокуратура начала проверку автоюристов

Как утверждают в Генпрокуратуре, в России резко возросло количество судебных разбирательств, которые ведут «недобросовестные автоюристы», которые работают «не для защиты прав граждан, а для извлечения сверхприбылей». Как сообщают «Ведомости», информацию об этом ведомство направило в правоохранительные органы, ЦБ и Российский союз автостраховщиков. В Генпрокуратуре поясняют, что посредники пользуются отсутствием должной осмотрительности...

Владельцы кроссовера Tesla пожаловались на качество сборки

По словам автомобилистов, проблемы возникают с открытием дверей и стеклоподъемниками. Об этом в своём материале сообщает The Wall Street Journal. Стоимость Tesla Model X составляет около 138 000 долларов, но, если верить первым владельцам, качество кроссовера оставляет желать лучшего. К примеру, сразу у нескольких владельцев заклинили открывающиеся вверх...

Парковку в Москве можно будет оплатить картой Тройка

Пластиковые карты «Тройка», использующиеся для оплаты общественного транспорта, этим летом получат полезную для автомобилистов функцию. С их помощью можно будет оплатить стоянку в зоне платной парковки. Для этого паркоматы оборудуют специальным модулем для связи с центром обработки транспортных транзакций Московского метрополитена. Система сможет проверять, достаточно ли средств на балансе...

О пробках в Москве будут предупреждать за неделю

На такую меру специалисты центра пошли из-за работ в центре Москвы по программе «Моя улица», сообщает Официальный портал Мэра и правительства столицы. В ЦОДД уже сейчас анализируют автомобильные потоки в ЦАО. На данный момент на дорогах в центре бывают затруднения, в том числе на Тверской улице, Бульварном и Садовом кольце и Новом Арбате. В пресс-службе ведомства...

Отзыв Volkswagen Touareg добрался до России

Как сказано в официальном сообщении Росстандарта, причиной отзыва послужила вероятность ослабления фиксации стопорного кольца на опорном кронштейне педального механизма. Ранее компания Volkswagen объявила об отзыве 391 тысячи «Туарегов» по всему миру по той же причине. Как поясняет Росстандарт, в рамках отзывной кампании в России на всех автомобилях будет...

Владельцы Mercedes забудут, что такое проблемы с парковкой

По словам Цетше, которые приводит Autocar, в ближайшем будущем автомобили станут не просто транспортными средствами, а персональными помощниками, которые здорово упросят жизнь людям, перестав провоцировать стрессы. В частности, гендиректор Daimler заявил, что вскоре на автомобилях Mercedes появятся специальные датчики, которые «будут отслеживать параметры организма пассажиров и корректировать ситуацию...

Названа средняя цена нового автомобиля в России

Если в 2006 году средневзвешенная цена машины составляла примерно 450 тыс. рублей, то в 2016 - уже 1,36 млн рублей. Такие данные приводит аналитическое агентство «Автостат», изучившее ситуацию на рынке. Как и 10 лет назад, самыми дорогими на российском рынке остаются иномарки. Сейчас средняя цена нового автомобиля...

Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности

Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...

Фото дня: гигантская утка против водителей

Путь автомобилистам на одной из местных автотрасс преграждала… огромная резиновая утка! Фотографии утки моментально разошлись по соцсетям, где у них нашлось немало поклонников. Как сообщает The Daily Mail, гигантская резиновая утка принадлежала одному из местных автомобильных дилеров. Судя по всему, на дорогу надувную фигуру снес...