Акустические колонки

То, каким будет качество звука в машине, напрямую зависит от месторасположения колонок. Кроме того в этом деле имеет значение и резонанс корпусов.
Поэтому корпус колонки, применяемой в данном случае, должен быть выполнен из материала, имеющего достаточный резонанс. В результате этого самым подходящим вариантом будет – создание колонок своими руками.
О том,как самому сделать акустические колонки, можно узнать из нашей статьи. Информация поможет узнать не только, как сделать акустические колонки самому, но и как собрать настоящую акустическую систему.

Создание условий для колонки

В первую очередь необходимо узнать, каких размеров будет колонка. Для этого следует определиться с местом ее расположения.
Чаще всего колонку устанавливают в багажнике, поскольку здесь есть достаточно места, чтобы ей хватило пространства. Кроме того в багажном отсеке также создается своеобразный резонанс, поэтому музыка звучит здесь немного иначе.
Установить колонки можно и возле заднего стекла, однако здесь они должны будут иметь более компактные размеры, так как массивные колонки сюда могут не поместиться.

Примечание. Однако это опять же зависит от положения колонки: стоя или лежа.

Измерение размеров

Чтобы узнать размер ящика для колонки следует:

• Определиться с местом ее размещения.
• Определить, сколько пространства можно отвести для установления .
• Измерить размер отведенной площади.

Примечание: для колонки в багажном отсеке вполне хватит 30 см длины. А вот колонки, установленные за задним сиденье не должны иметь более 15 см.

Выбор материала

Для создания колонки вполне подойдут такие материалы:

• ДСП. Кстати найти данный материал можно намного проще, чем остальные, так как он часто встречается в продаже. Кроме того, его цена является вполне доступной.
  Преимущество данного материала заключается в том, что он обладает довольно большой отдачей, поэтому звук динамиков не будет искажаться. Также этот материал является самым легким, поэтому конструкция не будет обладать слишком большим весом.
• Твердая резина (эбонит). Изделия получаются довольно неплохими, однако звук будет немного приглушенным. Да и найти в продаже куски эбонита прямоугольной формы не так-то просто.
  Кроме того изделие может иметь неприятный запах. Самое главное преимущество: эбонит трудно воспламеняется, поэтому при коротком замыкании корпус колонки не сгорит.

• Древесина. Подойдет древесина любого дерева.
  При этом лучше отдавать предпочтение дубу или сосне, так как с их помощью можно создать неплохой резонанс. Также преимуществом материала является его привлекательный внешний вид.

Примечание: такое изделие можно даже будет покрасить, поэтому оно получится очень красивым.

Создание корпуса

Выполнить корпус можно любым удобным способом.
Самым подходящим вариантом является следующий:

• При помощи ножовки вырезать детали из материала.
• Выбрать детали, к которым будут крепиться динамики. В их центральной части следует сделать отверстия круглой формы.

Примечание: диаметр отверстия должен совпадать с диаметром нижней части динамика.

• Также необходимо вырезать небольшие кольца, которые будут крепиться снизу проделанных отверстий (чтобы динамик надежно фиксировался). Форма этих колец должна напоминать тарелку без дна.
• Приклеить кольца к деталям.
• Вокруг колец в деталях сделать еще отверстия в форме треугольника с закругленными углами.

Примечание: это необходимо для того, чтобы звук проникал и в корпус, а не выходил только наружу.

• Для внутренней части корпуса следует также изготовить небольшие перегородки (их длина должна соответствовать длине самого корпуса). С их помощью будет удерживаться фазоинвертор.
• Сделать небольшие порты, через которые будут закрепляться клеммы.

Сборка колонки

Чтобы собрать все детали в одно целое, следует:

• Соединить детали корпуса при помощи клея или саморезов: прямоугольные части по бокам, нижнюю часть, а также часть с отверстием сверху.
• Внутри заполнить колонку синтетическим пухом.
• Установить динамик на предназначенное место.

Примечание: проводку динамика можно вынуть через любое отверстие, которое создается удобным способом.

• Покрасить каркас лаком. Таким образом, у него появится законченный внешний вид.

Примечание: для покраски не обязательно использовать лак. Для этого может пригодиться черная краска. А некоторые детали можно вообще выполнить в другом цвете.

Создание акустической системы

Акустическая система не всегда свидетельствует о наличии колонок.
Произвести работу по созданию акустической системы в машине можно так:

• Изготовить подиумы из пены. Для этого:
• Сделать шаблон из картона. Приложить его к месту, где должен быть подиум.
• Используя шаблон, вырезать основание для подиума. С этой целью может пригодиться обычная фанера и арматура.
• Основание состоит из двух колец. При этом диаметр первого кольца должен соответствовать диаметру защитной сетки. А вот диаметр второго – диаметру колонки.
• Кольца необходимо соединить между собой при помощи саморезов.
• Вырезать шесть брусочков для создания наклона. Склеить все детали между собой.
• В каркас залить монтажную пену и оставить так, пока она не высохнет.
• Получится более интересный вариант, если вместо фанеры использовать небольшие куски различных пород деревьев. При этом следует подбирать сухие кусочки дерева, не имеющие трещин. Сверху все следует тщательно покрыть лаком, чтобы конструкция стала более надежной. Для большей эффективности все можно закрепить при помощи двух реек.
• Вмонтировать динамики в гнезда и установить подиумы.

Таким образом, создать акустические колонки(см.) можно прямо у себя дома и своими руками. Цена такого удовольствия не будет высокой, так как потратиться нужно будет только на покупку материала.
Да и вообще, использовать можно любые старые динамики. Главное, чтобы они работали и были в неплохом состоянии.
Конечно, прежде чем начинать данный процесс, стоит пересмотреть различные фото и видео с этой тематикой. Инструкция также пригодится.

Процесс создания акустической системы своими руками (далее АС) можно подразделить на несколько основных этапов:

• Выбор состава динамиков, исходя из требований, предъявляемых к АС,
• Расчёт акустического оформления,
• Разработка конструкции и изготовление корпуса АС,
• Расчёт и изготовление разделительного фильтра,
• Отладка.

Приступая к конструированию АС, необходимо сформулировать требования, предъявляемые к ней:

• Назначение и условия эксплуатации,
• Необходимый уровень звукового давления,
• Воспроизводимый диапазон частот,
• Вариант исполнения (со встроенным усилителем или без усилителя),
• Габариты и допустимый вес.

Также необходимо определиться с типом конструкции:

• Тип акустического оформления,
• Количество полос,
• Конструктивные особенности и дизайн.

На основании этих сведений можно приступать к выбору динамиков и других компонентов системы, производить расчёт акустического оформления и фильтров.

Критерии выбора динамиков подробно рассматривались . Расчёту фильтров для АС на нашем сайте так же посвящена отдельная . В данной же статье мы рассмотрим вопросы расчета и изготовления акустического оформления для АС.

Итак, после выбора динамиков производят расчёт акустического оформления, а затем приступают к разработке конструкции корпуса.

Расчёт акустического оформления

Напомним, что излучение АС в области НЧ определяется совместной работой НЧ динамика и акустического оформления. Акустическое оформление бывает нескольких типов: открытого, закрытого и фазоинверсного. В статье упор сделан на фазоинверсные системы, поскольку при условии правильного расчёта, они имеют максимальную эффективность излучения НЧ, благодаря чему получили широкое распространение среди систем, предназначенных для профессионального озвучивания.

Расчёт акустического оформления фазоинверсного типа производится по методике, предложенной инженерами Тилем и Смоллом. Согласно этой методике, АС представляет собой фильтр верхних частот.

Задача расчета АО сводится к определению необходимого внутреннего объёма и частоты настройки фазоинвертора, оптимальные для данного НЧ динамика. Критерии расчёта могут быть различными и зависят, прежде всего, от назначения АС. Системы, предназначенные для озвучивания мероприятий, как правило, должны иметь максимальную эффективность излучения в области НЧ. При этом субъективное ощущение «низов» должно сохраняться по мере добавления мощности. Частоту настройки фазоинвертора для таких АС выбирают обычно порядка 40-50 Гц. К примеру, такие системы с успехом применяются для озвучивания танцполов, где в большей степени нужен удар, чем субниз.

Современные методы расчёта АС подразумевают проведение компьютерного моделирования в специальных программах. Такой подход позволяет оптимизировать АС не только по амплитудно-частотной характеристике звукового давления, но и по целому ряду других параметров. Одной из таких программ является BassBox 6 Pro. Данная программа позволяет произвести комплексный расчёт характеристик АС, представляющей собой НЧ динамик в акустическом оформлении. Методика расчета позволяет найти компромисс между различными требованиями, предъявляемыми к АС, используя метод последовательных приближений.

Рассмотрим основные приёмы работы в программе BassBox:

Вход в программу осуществляется двойным щелчком мыши по соответствующему ярлыку на рабочем столе.

В окне выбора варианта работы (рис.1) выбираем Open Design Window (Открыть проект).

На рис.2 показано главное окно программы.

Программа BassBox позволяет производить работу сразу с несколькими АС, производить их сравнение между собой по различным характеристикам. Данные на каждую АС сохраняются в отельной вкладке, которая называется Design . Проектирование Новой АС начинается с создания новой вкладки, нажав File -> New Design .

Нажатие кнопки Driver на вкладке Design приводит к открытию окна параметров динамика (рис.3). В нём содержатся все сведения, относящиеся к конкретной модели динамика.

Данные можно занести вручную, но лучше загрузить требуемую модель динамика из базы.

Программа BassBox 6 Pro содержит обширную базу динамиков известных мировых производителей. Существует возможность дополнить эту базу другими динамиками. Для этого вначале необходимо занести в базу название нового производителя. Для этого нужно открыть в меню Edit -> Database -> Edit Company Data (рис.4). В поле Name следует указать название фирмы и поставить галочку напротив пункта Manufacturer , по желанию заполнить и другие поля, содержащие сведения о производителе, и затем нажать Save .

Во вкладке Description указываются общие сведения о динамике.

Во вкладке Paramerters указываются тиль-смолл параметры динамика (рис.6). При этом не обязательно заполнять все поля параметров, а достаточно указать лишь некоторые из них. При этом остальные параметры можно рассчитать с помощью встроенного калькулятора (Calc и Calculate All ).

Все тиль-смолл параметры в динамике взаимосвязаны друг с другом. О наличии или отсутствии противоречий между значениями параметров свидетельствует цвет сигнального светодиода, находящегося слева от поля параметра. Красный цвет светодиода указывает на сильное взаимное несоответствие параметров, жёлтый – незначительное, зелёный – отсутствие несоответствия.

Также можно заполнить вкладку Dimension , которая содержит сведения о геометрических размерах динамика (рис.7). Эти сведения будут автоматически использованы программой, когда будет необходимо рассчитать свободный внутренний объём корпуса.

После заполнения указанных вкладок следует нажать Add this Driver to Database (Добавить этот динамик в базу данных).

Для извлечения нужного динамика из базы данных нужно нажать Load from Database (Загрузить из базы данных) в окне Driver Properties (рис.3). Откроется окно, показанное на рис.8. В выпадающих списках следует выбрать Company Name и Driver Found , после чего нажать Load .

После загрузки основных параметров НЧ динамика, требуется указать количество устанавливаемых динамиков, способ установки, а также схему взаимного подключения, если количество динамиков больше одного. Для этого предназначена вкладка Configuration (рис.9).

Для задания начальных параметров акустического оформления во вкладке проекта Design 1 следует нажать Box . В результате этого откроется окно Box Properties .

Вкладка Description предназначена для сохранения основных сведений об АС.

Параметры корпуса АС задаются во вкладках Box Design (см. рис.10) и Vents (см. рис.11). В первой указываются тип акустического оформления(Type = Vented Box - фазоинвертор), объём (Vb) или размеры корпуса (Dimensions) и частота настройки фазоинвертора fb.

Во вкладке Vents - указываются конструктивные параметры портов ФИ.

Задав требуемые параметры динамика и корпуса можно произвести пробное построение графических характеристик. Для этого следует нажать Plot на вкладке проекта Design . Откроется окно, показанное на рис.12. Дальше эти характеристики можно оптимизировать, изменяя параметры акустического оформления (размеры корпуса и фазоинвертора).

Вкратце рассмотрим наиболее важные характеристики и критерии их оценки:

• NA - АЧХ уровня звукового давления на расстоянии 1м, при подведении мощности 1Вт.

  Нужно стремиться к достижению наибольшей равномерности;

• CA - АЧХ уровня звукового давления на расстоянии 1м, при подведении номинальной мощности.

  Показывает величину звукового давления, который способна обеспечить АС.

• AP – Акустическая мощность.

  Нужно стремиться уменьшить глубину провала в области НЧ и не допускать провала более 3-4 дб;

• CD – Амплитуда смещения диффузора (звуковой катушки).

  Нужно стремится не допускать превышения максимальной амплитуды смещения звуковой катушки больше Xmax в границах диапазона частот, воспроизводимых акустической системой;

• VV – Скорость потока воздуха в трубах фазоинвертора.

  Нужно стремится к уменьшению скорости воздушного потока в трубе ФИ, не более 15м/с.

Изготовление АС

Рассмотрим некоторые особенности изготовления корпусов АС:

В большинстве случаев корпуса АС изготавливают из фанеры толщиной 15 и 18 мм.

Конструкция корпуса должна быть прочной и герметичной. Следует учитывать, что в процессе работы АС внутри корпуса создаётся повышенное давление. Данное обстоятельство приводит к тому, что в негерметичном корпусе возникают потери, которые проявляются в том, что из щелей начинает просачиваться воздух. Это может проявляться в появлении дополнительных призвуков при работе АС. Для того, чтобы этого избежать, все соединения должны быть тщательно проклеены столярным клеем. Панели скручиваются саморезами через каждые 7-10см. Головки саморезов заглубляются и, впоследствии, зашпаклёвываются.

Панели значительных размеров желательно оснастить рёбрами жёсткости, т.к. в недостаточно укреплённых панелях может возникнуть колебательный процесс, приводящий к потере чёткости воспроизведения низких частот. Нежелательно использовать в конструкции съёмную крышку, т.к. данное конструктивное решение, как правило, также приводит к снижению герметичности и жёсткости корпуса.

Все динамики с открытой тыльной стороной, входящие в состав АС, кроме НЧ динамиков, необходимо изолировать от внутреннего объёма корпуса для исключения влияния на них НЧ излучения. Если планируется оснастить АС встроенным усилителем, то под него желательно выделить в корпусе АС отдельную камеру. Особенно это касается усилителей с открытым печатным монтажом. При проектировании АС следует обеспечить возможность вентиляции компонентов системы, и принять меры для создания более благоприятных условий их работы. Напомним, что при продолжительной работе на высокой мощности нагрев магнитной цепи динамика может достигать 70 градусов.

Подводя итог всему вышесказанному, ещё раз напомним, что для изготовления высококачественной АС необходимы не только качественные динамики. Важно правильно спроектировать и изготовить корпус АС, сделать рациональный выбор драйверов (ВЧ-головок) и произвести расчёт разделительного фильтра. Следует помнить, что параметры корпуса АС фазоинверсного типа рассчитываются применительно к конкретной модели НЧ динамика. Можно самостоятельно произвести расчёт фазоинвертора на основании Тиль-смолл параметров динамика, используя специализированные программы и методики. На основании рассчитанных данных об объёме корпуса и параметрах фазоинвертора спроектировать корпус АС. Для производимых динамиков, инженерами фирмы АКТОН спроектированы АС, подходящие для большинства задач озвучивания. Корпуса этих АС оптимизированы по ряду параметров, таких как максимальная отдача на низких частотах, наилучшие условия тепловой конвекции динамиков внутри корпуса, формо-габаритные показатели, удобство транспортирования и др. Разработана документация, содержащая набор чертежей на изготовление корпусов АС. Все АС прошли испытания в условиях реальной работы. Согласно документации, корпуса АС изготавливаются из стандартной фанеры. Наружная поверхность корпуса может быть окрашена краской или обтянута карпетом. Техническая документация на корпуса акустических систем в формате PDF размещена на нашем сайте в свободном доступе и по ней вы можете изготовить акустическую систему своими руками.

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие...

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта - трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы...

Nautilus от Bowers & Wilkins - одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления - нагрузочные трубы

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

Сделать колонки своими руками под силу тому, кто умеет обращаться с паяльником, а также разбирается в электрических схемах. Для работы потребуется небольшое количество деталей, которые можно позаимствовать, например, из автомобильных магнитол. Также вам пригодится материал для изготовления корпусов колонок. Обычно для этих целей используется древесина, но можно применить даже пластиковый корпус от пришедшей в негодность акустики. Перед тем как садиться за паяльник и вытравливание печатной платы, стоит выбрать конструкцию, микросхему, возможности акустической системы.

Что вам нужно от акустики?

Приятно, когда звук, воспроизводимый от персонального компьютера, звучит во всем слышимом диапазоне (начиная от 20 Герц и до 20 кГц). Для подчеркивания каких-то определенных частот вам нужно использовать специальные фильтры. Большая часть дешевых колонок, которые можно встретить в продаже, воспроизводят звуки в диапазоне от 50-100 Герц и до 15 кГц. От этого звучание кажется неполным, некрасивым. Поэтому акустические колонки, своими руками сделанные, должны иметь более высокие характеристики, чтобы удовлетворить ваши потребности.

Сразу определитесь, какие частоты вы планируете подчеркнуть, будет ли в вашем усилителе возможность ручной корректировки. Но если решите пойти по легкому пути, то достаточно окажется отфильтровать низкие и высокие, чтобы устройства, воспроизводящие этот спектр, работали параллельно с основными динамиками. Наверное, вы слышали такие слова, как «пищалки» (небольшие динамики, фильтрующие высокие частоты) и «сабвуфер» (большой деревянный ящик, в котором расположен динамик для воспроизведения низов). Вот их-то вам и придется сделать самостоятельно.

Что нужно для сабвуфера?

Без качественного ящика он работать не будет. Объемное звучание создается воздухом, который движется внутри короба. Причем воздух приводит в движение диффузор динамика. Значит, вам нужно смастерить закрытый короб с одним отверстием для выхода воздуха. Так как вы делаете колонки для компьютера своими руками, то нет нужды использовать огромные динамики, которые применяются для автозвука. Идеальный вариант - это автомобильная акустика, используемая в качестве стандартной, которая устанавливается во фронтальной части. Небольшого диаметра динамики, диффузоры прорезиненные, мягкие и эластичные. Это именно то, что требуется для сабвуфера.

Конечно, давление воздуха сильное он не создаст, но для небольшого помещения его будет достаточно, чтобы подчеркнуть низкие частоты. Также вам понадобится усилитель НЧ, на радиорынках таких очень много. Если есть возможность, можно снять со старого автомобильного магнитофона его. Мощность на выходе должна быть минимум 20 Ватт, а питание микросхемы желательно однополярное. Но самое главное - это фильтр низких частот (ФНЧ), потому как сделать колонку своими руками с сабвуфером без этого узла не получится. Не стоит загромождать конструкцию сложными ФНЧ на микросхемах и операционных усилителях. Достаточно пассивного фильтра, собранного из сопротивлений и конденсаторов. В зависимости от их параметров производится отсечка частот.

Как сделать короб для сабвуфера

Для изготовления короба нужно использовать прочную древесину. Идеально подойдет ДСП или ДВП, ее толщина должна быть не больше 5 мм, чтобы конструкция получилась как можно легче. Если есть старые советские телевизоры в деревянных коробках, то можно из них сделать неплохой ящик. Вырежьте при помощи лобзика все элементы конструкции. Акустические колонки, своими руками собранные, должны быть прочными, поэтому не жалейте клея и саморезов для проведения крепежа. Лицевая часть, на которой устанавливается динамик, крепится в последнюю очередь.

Для придания жесткости коробу используйте деревянные рейки треугольной формы. Старайтесь все мелкие щели и зазоры проклеивать. Ведь воздух в сабвуфере будет двигаться, а вам нужно, чтобы он не выходил из щелей, так как звучание портится из-за этого. В задней части короба нужно просверлить отверстие для провода, снаружи монтируется разъем для подключения к усилителю. Гораздо удобнее, если звуковые колонки, своими руками изготовленные, будут компактными и без внешних блоков.

Как сделать блок питания

Как упоминалось выше, не стоит брать для конструкции микросхемы с двухполярным питанием. Причина - сложность блока питания, непросто получить необходимый для работы ток. Поэтому лучше всего делать конструкции, которые можно подключить к однополярному с напряжением 12-24 В. А впоследствии ремонт колонок своими руками будет проводиться намного проще, если, конечно, случится какая-нибудь поломка. Мощность трансформатора должна быть немного больше, чем мощность потребителей - всех микросхем усилителей.

Оптимальный вариант - это изготовление одного блока питания для всех устройств. Для эффективного расположения всех узлов акустики стоит разместить и блок питания, и ФНЧ с усилителем для сабвуфера, и УНЧ для основных колонок и «пищалок» в одном корпусе. Это позволит эргономично использовать аппаратуру, а количество проводов становится минимальным. На задней стенке сабвуфера нужно установить разъемы для подключения основных колонок и «пищалок». Но учтите, что сабвуфер - это источник вибрации, поэтому пайку необходимо выполнять качественно, а крепление к корпусу производить при помощи резиновых шайб.

Колонки своими руками: усилитель и БП

Усилитель и блок питания можно врезать и в корпус сабвуфера, чтобы сэкономить место, а на внешней стороне установить разъемы для подключения «тюльпанов». Отверстие заливается герметиком, после чего устанавливается лицевая сторона. Она также монтируется сначала при помощи герметика, а затем притягивается саморезами. После высыхания короба его нужно обтянуть подходящим материалом.

В качестве блока питания можно использовать простую схему: трансформатор, выпрямительный мост и 2-3 электролитических конденсатора. Такие колонки для компьютера, своими руками собранные, будут прекрасно работать, звук окажется чистым и приятным. Если наблюдается небольшое гудение, то увеличьте емкость электролитов. При отсутствии элементов с большой емкостью можно включить параллельно несколько штук, тогда общая будет равна сумме всех конденсаторов.

Как сделать основные колонки своими руками

Для изготовления корпуса вам можно использовать как дерево, так и пластик. Предпочтение лучше отдать первому, так как при его применении в акустике улучшается качество звучания. Если лень заниматься выпиливанием древесины, то вы можете облагородить колонки от старой магнитолы либо использовать их без переделки. Усилитель и блок питания у вас будут собраны в коробе сабвуфера, поэтому остается только подключить динамики к нужным разъемам. Поэтому при наличии двух колонок от музыкального центра можно смело воспользоваться ими.

Если же решили сделать все в лучшем виде, то по аналогии с коробом сабвуфера изготавливаете и два корпуса для основных колонок. При желании их тоже можно оклеить привлекательным материалом. Оклейка тонким войлоком, например, улучшает качество звучания акустической системы. В этих колонках разумнее всего установить по два динамика - для средних и высоких частот. Это и сэкономит провода для подключения, и обеспечит более привлекательный внешний вид всей системы.

Изготовление печатной платы для усилителей и выпрямителя

Пожалуй, не менее трудоемкий процесс, который отнимет немало времени. Если схема, выбранная вами, достаточно простая, то нанести рисунок на фольгированный материал можно при помощи перманентного маркера. Предварительно только обработайте фольгу электролитом для автомобильных аккумуляторов либо соляной кислотой. Это позволит обезжирить поверхность и улучшит процесс травления. Если рисунок печатной платы сложный, то лучше воспользоваться лазерно-утюжной технологией и софтом для рисования дорожек. Вот как сделать колонку своими руками, а именно печатную плату для нее.

В программе намечаете расположение элементов, рисуете дорожки, после чего распечатываете получившееся изображение на лазерном принтере с максимальной насыщенностью черного цвета. Бумагу лучше использовать глянцевую. Затем укладываете рисунок лицевой стороной на поверхность фольги текстолита, крепите бумагу и заворачиваете в чистую ветошь. Нагретым утюгом теперь нужно водить по ветоши, чтобы рисунок отпечатался максимально точно. Эта процедура проводится в течение 10-15 минут. После ее завершения смачиваете бумагу в воде, все лишнее уйдет, а на фольге останется только тонер. При необходимости корректировки нужно дорисовать недостающие элементы перманентным маркером.

Травление платы

После завершения переноса рисунка вам потребуется раствор хлорного железа. Большинство радиолюбителей применяют его, так как процесс травления с его помощью занимает мало времени. Если использовать раствор медного купороса и соли, то травление может занять и сутки, и двое, в зависимости от концентрации веществ. Бывает и так, что раствор хлорного железа плохо разъедает медь, поэтому для увеличения скорости травления нужно нагревать его. Старайтесь только не пропустить тот момент, когда дорожки будут освобождены от лишнего металла, иначе пойдет разрушение той части фольги, которая находится под тонером.

В принципе, сделать музыкальные колонки своими руками можно и без травления печатных плат. Существует навесной монтаж, который сделать намного проще. Но ведь красивая плата с правильным монтажом смотрится намного приятнее, нежели собранные в кучу провода и выводы элементов. Да и возможность возникновения помех в случае с навесным монтажом значительно выше. После проведения травления платы ее необходимо тщательно вымыть и высушить. И только после снятия слоя тонера растворителем или спиртом можно приступить к установке элементов.

Монтаж элементов на печатную плату

Теперь вам остается только наметить расположение всех элементов на поверхности платы. Сначала сделайте отметки в тех местах, в которых требуется сделать отверстия сверлом с диаметром 1-1,2 мм. Занятие не из легких, так как при сильном нажиме можно попросту сломать сверло. Для улучшения печатного монтажа необходимо залудить (покрыть слоем олова) все дорожки платы. Для этого нужно обработать раствором канифоли их все, после чего прогретым паяльником с оловом пройтись по каждой, чтобы припой надежно сцепился с медной поверхностью. Чрезмерный нагрев не нужен, так как есть риск того, что фольга начнет отслаиваться от текстолита.

Перед установкой элементов необходимо их выводы также подвергать лужению. Только в таком случае компьютерные колонки, своими руками изготовленные, будут иметь максимально возможную надежность. При наличии вибрации пайка может очень быстро разрушиться, пропадет контакт, и усилитель перестанет работать либо будет работать, но с хрипом, неустойчиво.

Заключение

Как можно понять из всего сказанного, сделать качественную акустику вы можете из любого материала, который имеется под рукой. Обращайте только внимание на его состояние, не стоит использовать прогнившую древесину для сабвуфера или колонок. Элементная база усилителей НЧ очень маленькая - достаточно одной микросхемы, которая обеспечивает выходную мощность 10-20 Ватт в два канала. Простые музыкальные колонки, своими руками сконструированные, прослужат вам долгие годы, а качество звучания позволит наслаждаться как музыкой, так и фильмами со спецэффектами.

Сейчас в продаже (по крайней мере, в крупных городах) можно приобрести самые разнообразные по мощности, конструкции, габаритным размерам и стоимости акустические системы практически на любой вкус, начиная от малогабаритных объемом в 2...3 дм 3 до напольных объемом свыше кубометра. Однако у подавляющего большинства этих систем есть один объединяющий признак: все они типа закрытый ящик.

Это означает, что акустическое оформление наглухо закрыто и диффузор громкоговорителя работает как поршень, цилиндр которого имеет внутри неизменный объем заключенного воздуха.

Акустическое оформление закрытый ящик имеет ряд бесспорных достоинств, среди которых важнейшими являются следующие:

1. Полностью исключено акустическое короткое замыкание между фронтальной и тыльной сторонами диффузора громкоговорителя, что увеличивает относительную (но не абсолютную!) отдачу на крайних низших частотах и, следовательно, уменьшает общую неравномерность частотной характеристики за счет этой части спектра
2. За счет того, что диффузор работает как поршень в закрытом цилиндре, резко возрастает сопротивление внутреннего объема воздуха в футляре, что приводит к быстрому затуханию свободных колебаний диффузора, а это эквивалентно увеличению фактора демпфирования.
3. Благодаря увеличению излучения нижних частот (см. п. 1) удается существенно уменьшить габаритные размеры футляра при сохранении качества звучания в басовом регистре.

Однако, как принято говорить, бесплатным бывает только сыр в мышеловке. За все остальное приходится платить. В случае компрессионных акустических систем платой является их КПД и, следовательно, электрическая мощность, которую необходимо подводить к системе для получения достаточной громкости звучания.

Читатели наверняка обращали внимание на то, что у большинства современных переносных и компактных приемников, магнитол, а также у их автомобильных близнецов регламентируется паспортная выходная мощность в 50, 60, 100 и даже 300 Вт! Между тем абсолютное большинство старых ламповых радиоприемников и радиол даже самого высокого класса имело выходную мощность в 10...20 раз меньшую. Например, у консольной стереорадиолы высшего класса "Симфония" выходная мощность каждого канала не превышала 6 Вт, первоклассные настольные приемники "Латвия", "Мир" "Т-689" имели выходную мощность 5 Вт, хотя при этом громкость их звучания была отнюдь не меньше, а скорее больше, чем у сегодняшней автомагнитолы с паспортной мощностью 2х30 Вт.

В чем же дело? А дело в том, что до начала широкого распространения транзисторной радиоаппаратуры в качестве акустических систем применялись не компрессионные, а исключительно открытые излучатели, т.е. такие, у которых тыльная сторона диффузоров громкоговорителей сообщалась с воздушным объемом помещения через перфорированную заднюю стенку футляра. И хотя такие открытые акустические системы не имели достоинств компрессионных систем, они тем не менее обеспечивали прекрасное качество звучания при значительно меньшей подводимой электрической мощности.

Сравнение двух типов акустических систем приведено для того, чтобы радиолюбитель смог сделать правильный выбор. Дело в том, что сегодняшняя номенклатура мощных оконечных транзисторов дает возможность получить неискаженную выходную мощность в 50 и 100 Вт при исключительно высоком КПД, поскольку специальные схемные решения позволяют этим транзисторам работать в классе В практически без заметных нелинейных искажений. В этом случае использование компрессионных акустических систем не только возможно, но и вполне оправдано.

Иначе обстоит дело с ламповыми усилителями. Современные ламповые оконечные каскады могут работать только в чистом классе А.

Это необходимо, чтобы обеспечить приемлемый уровень коэффициента нелинейных искажений. Но это, как известно, самый неэкономичный режим. Кроме того, мощные оконечные лампы потребляют большой ток по цепи накала, поэтому оказывается, что даже при выходной мощности 10...15 Вт усилитель потребляет от сети свыше 100Вт.

Ясно, что создавать ламповый усилитель с выходной мощностью 100 Вт и более для нормальной раскачки достаточно мощной компрессионной системы просто бессмысленно: он будет потреблять от сети не менее 1 кВт и соответственно выделять тепла наравне с утюгом или электроплиткой.

Отсюда следует, что для лампового усилителя предпочтительнее акустическая система открытого типа. Но именно такие системы сегодня не выпускает практически ни одна фирма ни в России, ни за рубежом. Что же остается делать читателю? Ему остается построить такую систему самому.

Для тех, кто никогда этого не делал, сообщаем, что это вовсе не так просто, как может показаться сначала, и что построить высококачественную акустическую систему ничуть не проще, чем высококачественный усилитель. Поэтому приведем не только подробное описание одной из систем (далеко не самой сложной), но и сопроводим его пояснениями и комментариями, которые помогут грамотно подойти к выбору типов громкоговорителей, определению формы и размеров футляра и конструкционных материалов для ее изготовления.

Начинать конструирование акустической системы следует с задания основных параметров. Главными показателями любой акустической системы являются:

1. Реально воспроизводимый диапазон частот по звуковому давлению.
2. Неравномерность частотной характеристики в этом диапазоне.
3. Реальная величина звукового давления.
4. Коэффициент нелинейных искажений.
5. Потребляемая мощность звукового сигнала.

С этими параметрами напрямую связан выбор типов и числа громкоговорителей, способных решить эту задачу. Здесь снова потребуется небольшое отступление в область теории, без чего многое из дальнейшего рассуждения может оказаться непонятным. Начнем с рассмотрения работы громкоговорителя. Для эффективного излучения самых низких частот диффузор громкоговорителя должен иметь максимально возможную излучающую поверхность (площадь конуса), предельно мягкую подвеску (эластичный гофр и небольшую упругость подвески), что влечет за собой достаточно большую инерционность всей системы. Впрочем, на низших частотах диапазона это практически не сказывается отрицательно на качестве звучания басовых инструментов.

Для эффективного воспроизведения высших частот диапазона (начиная с 8...10 кГц) требования к громкоговорителю меняются на противоположные. Диффузор может быть небольшого размера, но обязательно жестким: очень часто для достижения этой цели бумажный диффузор пропитывают бакелитовым лаком, а у наиболее дорогих моделей (преимущественно западных фирм) делают из пластмассы или легкого дюраля. Подвеска катушки делается жесткой и максимально безынерционной.

Даже сказанного достаточно, чтобы понять, что для эффективного излучения широкого спектра частот одним громкоговорителем не обойтись. И действительно, абсолютное большинство широкополосных акустических систем состоит из трех и более разных излучателей.

Почему из трех, а не двух? Потому что хороший низкочастотный громкоговоритель с низкой частотой собственного механического резонанса эффективно излучает лишь частоты не выше 4...6 кГц, а высокочастотные головки начинают работать с 8...10 кГц, поэтому средний участок рабочего диапазона попадает в "зону провала".

Чтобы этот участок заполнить, обычно в состав системы включают третий, широкополосный громкоговоритель средней мощности (3...5 Вт), к относительно большому диффузору которого приклеен небольшой жесткий конус для улучшения излучения высоких частот. При этом удается достичь полосы частот у таких громкоговорителей в пределах от 60...80 Гц до 10...12 кГц с приемлемой степенью неравномерности.

1. 6ГД-2 РРЗ - в качестве основного низкочастотного (полоса частот 40...5000 Гц, частота собственного резонанса 25...35 Гц, номинальная мощность б Вт, полное сопротивление 8 Ом). Использовался в стереорадиоле высшего класса "Симфония".
2. 4ГД-7 - в качестве среднечастотного "заполняющего" (полоса частот 80...12000 Гц, частота собственного резонанса 50...70 Гц, номинальная мощность 4 Вт, полное сопротивление 4,5 Ом).
3. 1ГД-3 РРЗ - в качестве высокочастотного (полоса частот 5000...18000 Гц, частота собственного резонанса 4500 Гц, номинальная мощность 1 Вт, полное сопротивление (на частоте 10 кГц) 12,5 Ом.

Вероятно, что приобрести сегодня именно эти громкоговорители невозможно. В этом нет ничего страшного, так как имеющиеся в продаже типы не только не хуже указанных, но и нередко превосходят их по основным показателям. Важно лишь при их выборе Придерживаться приведенных соотношений номинальных мощностей (6:4:1) и по возможности - отношений полных сопротивлений. Само собой разумеется, что номинальная мощность заменяющих громкоговорителей не может быть меньше, чем у рекомендованных.

Ну, а для тех, кто не намерен заниматься самостоятельными расчетами и конструированием, приведем подробное описание наиболее простой, но тем не менее вполне отвечающей требованиям Hi-Fi акустической стереосистемы, состоящей из двух одинаковых 10-ваттных колонок - обеспечивающих с большим запасом озвучение помещения площадью до 50 м и специально предназначенной для описанного раньше стереоусилителя 2х8(10) Вт.

Итак, начнем с футляра. Для его изготовления потребуется хорошая, без дефектов (лучше всего авиационная) фанера толщиной 10...12 мм, тщательно высушенная и не коробленная еловая (в крайнем случае - сосновая) доска толщиной 30 мм, лист фанеры толщиной 4 мм для задних стенок, тонкая листовая резина (можно использовать старые автомобильные камеры), а также 20 специальных транспортировочных прокладок-планшетов из рыхлого картона, используемых при упаковке и перевозке куриных яиц, и хороший столярный или казеиновый клей.

Кроме того, понадобятся специальные столярные и плотницкие инструменты для обработки дерева (продольной распиловки толстой доски, распиловки фанеры, выстругивания, вырезки отверстий под громкоговорители в передней доске и перфорации на задних стенках), а также широкие струбцины или ваймы для изготовления клееного переднего щита.

На рисунках даны чертежи отдельных деталей футляра и его общий вид с указанием основных размеров. Что касается числа, формы и размеров отверстий в переднем щите, то они будут определяться исключительно габаритными размерами примененных радиолюбителем громкоговорителей и их количеством. Размеры, приведенные на рисунке, соответствуют громкоговорителям типа 6ГД-2 РРЗ (низкочастотный), 4ГД-7 (среднечастотный) и 1ГД-3 РРЗ (высокочастотный).

Следует отметить, что при использовании громкоговорителей любых других типов их взаимное расположение и координаты центров на переднем щите должны быть сохранены такими, как указано на чертеже. Если вместо одного высокочастотного громкоговорителя будут использованы два одинаковых, их надо разместить рядом, горизонтально и симметрично относительно координат, указанных на чертеже для 1ГД-3. Включать их между собой надо последовательно и синфазно.

Начинать работу следует с наиболее сложной и трудоемкой ее части - изготовления переднего щита. Щит этот собран из отдельных еловых или сосновых брусков, нарезанных из цельной, хорошо высушенной некоробленной доски толщиной не менее 30 мм (в струганом виде). Доску распиливают вдоль на отдельные бруски сечением 30х30 мм и длиной 1,1 м (с технологическим запасом). После тщательной обработки брусков крупной наждачной бумагой из них с помощью столярного или казеинового клея склеивают доску необходимой ширины (с небольшим запасом) и, зажав ее в ваймы или струбцины, оставляют сушить не менее чем на неделю.

В это время можно заняться изготовлением футляров. Для них из 10-миллиметровой фанеры вырезают по две боковые, верхнюю и нижнюю панели, заготавливают деревянные уголки и с помощью клея и шурупов собирают акустическое оформление. В процессе сборки важно выдержать прямоугольность конструкции. Это необходимо чтобы в дальнейшем передняя доска встала на место без перекосов.

Отделать футляр можно шпоном ценных пород (орех, карельская береза) либо оклеить самоклеящейся пленкой "под дерево". Внешняя отделка должна быть полностью закончена до окончательной сборки агрегата.

Теперь нужно изготовить задние стенки. Их вырезают из 4-миллиметровой фанеры точно под размер заднего "окна" акустического оформления.

Затем нужно взять три транспортировочных планшета от яиц и положить на стол "рыхлой" стороной картона вниз. Острым ножом или ножовочным полотном нужно срезать заподлицо все выступающие сверху "гладкие" конусы, после чего наложить все три планшета срезанной стороной на заднюю стенку и через образовавшиеся в планшете отверстия карандашом разметить будущие отверстия в задней стенке.

После того как в фанере будут вырезаны все размеченные отверстия, заднюю стенку нужно покрасить морилкой или другой водорастворимой краской, с внутренней стороны по всей площади наклеить марлю и после ее полного высыхания поверх марли наклеить подготовленные планшеты, проследив, чтобы отверстия в них точно расположились против отверстий в задней стенке. На этом можно изготовление задних стенок считать законченным и вернуться к передней панели.

Если передняя панель хорошо высохла и клей "намертво" связал отдельные бруски в целую доску, нужно аккуратно и с высокой степенью точности обрезать ее под нужный размер. Нужным считается такой размер, чтобы после наклейки на все четыре торцевые стороны доски уплотнительных резиновых полосок-ремней доска плотно и без зазоров входила внутрь футляра с передней стороны. Крепление доски к футляру может быть решено по-разному. В конструкциях автора использовались крепежные скобы-угольники с шайбами и "барашками" от крепления кинескопа к футляру телевизора.

Когда передняя доска точно подогнана к проему оформления и оклеена по торцам резиновыми полосками, можно приступать к вырезанию отверстий под громкоговорители. При этом следует учесть, что диаметр отверстия в доске с точностью до миллиметра должен соответствовать расстоянию между внутренними кромками картонной наклейки на громкоговорителе со стороны диффузора.

После вырезывания всех отверстий внутренние торцевые стороны отверстий нужно тщательно зашкурить наждачной бумагой, протереть от образовавшейся пыли и покрыть любым лаком или нитрокраской. Теперь на наружную сторону доски надо наклеить или натянуть с помощью мелких гвоздиков радиоткань или любую другую, но обязательно редкую (прозрачную) материю. Только после этого на переднюю панель можно устанавливать громкоговорители, обеспечив при этом абсолютно точную их центровку относительно отверстий в доске.

Оставшиеся шесть "яичных" планшетов (на каждый из футляров) нужно прибить или приклеить к внутренним сторонам боковых стенок футляра (по три на каждую стенку) "рыхлым" слоем картона внутрь футляра. Это позволяет практически полностью исключить отражения от боковых и задней стенок футляра и значительно уменьшить пики и провалы в частотной характеристике агрегата по звуковому давлению.

Соединение громкоговорителей между собой производится в соответствии со схемой, приведенной на рис.

Параметры деталей, указанные на этой схеме, соответствуют примененным типам громкоговорителей.

Рассмотрим фазирование громкоговорителей внутри колонок и колонок между собой. Дело это исключительно важное, ибо при неправильном фазировании даже идеально собранная система будет работать из рук вон плохо. К сожалению, многие радиолюбители этого не знают или не придают этому значения, расплачиваясь плохой работой хороших колонок.

Физический смысл фазирования состоит в том, чтобы в группе параллельно, последовательно или смешанно соединенных громкоговорителей, работающих от общей двухпроводной линии, при подаче на вход линии постоянного напряжения положительной или отрицательной полярности диффузоры всех громкоговорителей реагировали одинаково: либо втягивались в магнитный зазор, либо выталкивались из него. Недопустимо, чтобы диффузоры разных громкоговорителей двигались в противоположных направлениях.

На практике дело обстоит немного сложнее. Дело в том, что высокочастотный громкоговоритель подключен к линии через разделительный конденсатор, а среднечастотный зашунтирован дросселем, поэтому при подключении к линии батарейки (1,5 В) можно просто не заметить отклонения диффузора. Так что на время проверки синфазности разделительный конденсатор нужно замкнуть перемычкой накоротко, а дроссель отпаять с одной стороны (любой). Для изменения фазирования любого громкоговорителя нужно поменять местами подходящие к нему провода, а после окончания работы не забыть восстановить временно нарушенную схему.

После того как все громкоговорители внутри каждой из колонок будут сфазированы, следует произвести фазирование колонок между собой. Для этого обе колонки нужно поставить вплотную рядом друг с другом на расстоянии в 2...3 м от оператора "лицом" к нему, включить параллельно и подать от звукового генератора сигнал с частотой 200 Гц очень небольшого уровня, так чтобы звук был едва слышен. Один провод от одной из колонок (любой) нужно разорвать и в образовавшийся разрыв включить длинный отрезок соединительного провода с таким расчетом, чтобы оператор, находясь на расстоянии 3 м от колонок, мог попеременно замыкать и размыкать разорванную цепь.

Если при замыкании разорванной цепи громкость почти не изменяется или очень незначительно увеличивается, значит, колонки сфазированы правильно. Если же при подключении второй, разомкнутой колонки громкость звука резко уменьшается или звук перестает быть слышен совсем, значит, колонки включены в противофазе. В этом случае провода от одной из них (безразлично какой) надо поменять местами и еще раз убедиться, что колонки работают синфазно.

После этого одноименные концы проводов обеих колонок нужно пометить (закрасить краской, обмотать изолентой, надеть хлорвиниловый "чулок"), чтобы потом правильно распаять их на разъемы или другие соединители, исключающие нефазное подключение двух колонок к выходам стереоканалов усилителя. Полезно проверку на синфазность произвести еще раз уже совместно с работающим усилителем, поскольку может оказаться, что вторичные обмотки выходных трансформаторов в двух каналах усилителя имеют на выходе разные фазы. При такой проверке сигнал с частотой 200 Гц от генератора должен быть одновременно подан на оба входа усилителя.

И наконец, последнее замечание о колонках. Поскольку ток при пиковой мощности (10...12 Вт) превышает 3 А, соединительные провода должны иметь достаточное сечение, чтобы на них при длине 3...5 м не возникало заметного падения напряжения сигнала. Лучше всего в качестве соединительных проводов для колонок применять стандартный осветительный шнур от бытовых электроприборов. Провода должны быть цельными, соединения в них недопустимы.

Перед началом эксплуатации акустической системы нужно проверить каждую из них на отсутствие дребезжаний. Для этого на вход усилителя подключают звуковой генератор, уровень сигнала устанавливают соответствующим номинальной мощности акустической системы (в нашем случае 10 Вт) и очень медленно изменяют частоту в пределах всей полосы, от 40 Гц и до 18 кГц, поддерживая выходную мощность неизменной и внимательно прислушиваясь к появлению посторонних призвуков и дребезжаний.

Чаще всего их причиной являются неплотно притянутые шайбы под винтами и шурупами, неплотно привернутая задняя стенка, ненадежно приклеенные звукопоглощающие планшеты, слабо натянутая на передней панели радиоткань либо стружки, опилки и мелкие посторонние предметы, оказавшиеся между диффузором и радиотканью. Все выявленные причины нужно обязательно устранить до начала эксплуатации акустический системы.

И если вы не поленились и выполнили все, что было рекомендовано, автор гарантирует вам великолепное звучание на зависть владельцам 50 и 100-ваттных компрессионных колонок.