Contenido
- Acerca de los cálculos por computadora
- Qué es y por qué?
- ¿Qué tipo de altavoz necesitas?
- Estructura del sistema
- Registro
- Subwoofers de coche
- Simplemente no puede ser más fácil
- También simple
- Potente sexto orden
- 4to orden
- Electrónica
- ¿Cómo calcular un subwoofer?
En este artículo veremos cómo hacer un subwoofer con nuestras propias manos, sin ahondar en las profundidades de la electroacústica, sin recurrir a cálculos complejos y medidas sutiles, aunque todavía habrá que hacer algunas. «Sin ninguna dificultad especial» no significa «error bastardo en un ladrillo, unidad, abuela, mogarych». En la actualidad, se pueden simular sistemas de altavoces (CA) muy complejos en una computadora doméstica; consulte el final para obtener un enlace a una descripción de este proceso. Pero trabajar con un dispositivo listo para usar por capricho brinda algo que no puede obtener con ninguna lectura y visualización: una comprensión intuitiva de la esencia del proceso. En ciencia y tecnología, los descubrimientos de plumillas son raros; la mayoría de las veces, un investigador, habiendo adquirido experiencia, «intuye» comienza a comprender qué es qué, e incluso entonces busca matemáticas que sean adecuadas para describir el fenómeno y derivar fórmulas de ingeniería de diseño. Muchos grandes recordaron sus primeras experiencias fallidas con humor y placer. Por ejemplo, Alexander Bell, por ejemplo, intentó enrollar las bobinas de su primer teléfono con un cable desnudo: él, músico de formación, simplemente no sabía todavía que el cable debe estar aislado bajo corriente. Pero Bell todavía inventó el teléfono.
Acerca de los cálculos por computadora
No crea que JBL SpeakerShop u otro programa de cálculo acústico le ofrecerá la única opción posible y más correcta. Los programas de computadora se escriben de acuerdo con algoritmos bien establecidos y probados, pero las soluciones no triviales son imposibles solo en teología. “Todo el mundo sabe que no se puede hacer eso. Hay un tonto que no sabe esto. Él hace la invención. ” – Thomas Alva Edison.
SpeakerShop apareció no hace mucho tiempo, esta aplicación se desarrolló muy a fondo y el hecho de que la utilicen de forma muy activa es una ventaja absoluta tanto para desarrolladores como para aficionados. Pero la situación actual con él es algo similar a la historia con el primer Photoshop. ¿Quién más usó Windows 3.11, recuerdas? – luego se volvieron locos por procesar imágenes. Y luego resultó que para tomar una buena foto, todavía necesitas poder fotografiar.
Qué es y por qué?
Un subwoofer (simplemente – un sub) suena divertido en la traducción literal: un podgavkivatel. En realidad, se trata de un altavoz de graves (woofer, woofer) que reproduce frecuencias por debajo de aprox. 150 Hz, en un diseño acústico especial, una caja (caja) de un dispositivo bastante complejo. Los subwoofers también se utilizan en la vida cotidiana, en altavoces de suelo de alta calidad y altavoces de sobremesa económicos, integrados y en automóviles, consulte la fig. Si tiene éxito en hacer un subwoofer que reproduzca los graves correctamente, puede utilizar cualquier altavoz de forma segura, tk. La reproducción de bajas frecuencias es quizás la más gorda de las ballenas en las que se basa toda la electroacústica.
Subwoofers de diferentes clases en el hogar y el automóvil
Es mucho más difícil hacer un enlace de woofer compacto del sistema de altavoces que los medios y agudos (frecuencia media y alta), en primer lugar, debido al cortocircuito acústico, cuando las ondas de sonido de la parte delantera y trasera irradian superficies del altavoz ( cabezal de altavoz, HG) se anulan entre sí: las ondas LF son metros, y sin un diseño acústico adecuado del GG, nada les impide converger inmediatamente en antifase. En segundo lugar, el espectro de distorsión del sonido a bajas frecuencias se extiende hasta la mejor región audible del rango medio. En esencia, cualquier sistema de altavoces de banda ancha es un enlace de baja frecuencia, en el que se integran los emisores de frecuencias medias y altas. Pero desde el punto de vista de la ergonomía, se impone un requisito adicional al subwoofer: el subwoofer para el hogar debe ser lo más compacto posible.
Nota: todos los tipos de diseño acústico del LF GG se pueden dividir en 2 grandes clases: algunos extinguen la radiación de la parte trasera del altavoz, el segundo lo cambia en fase 180 grados (cambia la fase) y vuelve a emitir desde el parte delantera. El subwoofer, según las propiedades del GG (ver más abajo) y el tipo requerido de su característica de frecuencia de amplitud (AFC), se puede construir de acuerdo con un esquema de una clase u otra.
La persona distingue muy mal la dirección de los sonidos por debajo de 150 Hz, por lo tanto, en una sala de estar ordinaria, el subwoofer se puede colocar en general en cualquier lugar. La acústica de los altavoces MF-HF (satélites) con un subwoofer es muy compacta; su ubicación en la habitación se puede elegir de manera óptima para la habitación dada. Por decirlo suavemente, la carcasa moderna no difiere en abundancia de espacio y buena acústica propia, y no siempre es posible «pegar» al menos un par de buenos altavoces de banda ancha en ella correctamente. Por lo tanto, hacer un subwoofer por su cuenta le permite no solo ahorrar una cantidad muy sustancial de dinero, sino también obtener un sonido limpio y verdadero en este Khrushchev, Brezhnevka o un edificio nuevo moderno. El subwoofer es especialmente eficaz en sistemas de sonido de volumen completo, porque poner de 5 a 7 columnas en una página completa es demasiado para los usuarios más «sofisticados».
Bajo
La reproducción de graves no es solo un desafío técnico. Una sección estrecha, en general, de baja frecuencia de todo el espectro de ondas sonoras no es homogénea en su efecto psicofisiológico y se divide en 3 áreas. Para elegir el altavoz de graves adecuado y hacer una caja para un subwoofer con sus propias manos, necesita conocer sus límites y significado:
- Graves superiores (UpperBass) – 80- (150 … 200) Hz.
- Medio bajo o medio bajo (MidBass) – 40-80 Hz.
- Graves profundos o subgraves (SubBass): por debajo de 40 Hz.
Cima
Técnicamente, la reproducción de los graves superiores no es difícil, pero, en primer lugar, el espectro de distorsión del sonido en los graves superiores se extiende hasta los medios bien audibles más lejanos. En segundo lugar, el altavoz de graves más especializado reproduce frecuencias de hasta 500-1000 Hz en la parte superior. Las «colas» de rango medio que se han «filtrado» después de ser filtradas irradiarán desde un punto y estropearán el efecto estéreo o el efecto tridimensional. Para excluir la fusión acústica (comunicación acústica) de canales estéreo a lo largo del rango medio en un subwoofer mediante filtrado eléctrico, se necesitan filtros con una pendiente de la respuesta de frecuencia en la banda de paso de 40 dB por octava o más. Sin embargo, es muy difícil mantener la característica lineal de frecuencia de fase (PFC) del filtro incluso con los métodos digitales modernos, y la no linealidad del PFC provoca distorsiones que son poco distinguibles directamente por el oído, pero que empeoran drásticamente la percepción subjetiva. de sonido; Hi-Fi no se limita de ninguna manera a parámetros formales. Por lo tanto, un buen subwoofer también debería hacer un filtrado acústico en los graves superiores, suprimiendo la radiación parásita de rango medio del altavoz antes de que salga.
Medio
En midbass, la tarea principal al crear un subwoofer es proporcionar la salida GG más alta en el volumen mínimo de la caja, la forma dada de la respuesta de frecuencia y su máxima uniformidad (suavidad). La respuesta de frecuencia, hacia las frecuencias más bajas, es casi rectangular, da unos graves potentes pero ásperos; La respuesta de frecuencia, que cae uniformemente, es clara y transparente, pero más débil. La elección de uno u otro depende de la naturaleza del oyente: los rockeros necesitan un sonido «más enojado», y para los clásicos es más suave. En ambos casos, grandes caídas y ráfagas en la respuesta de frecuencia estropean la percepción subjetiva con formalmente los mismos parámetros técnicos del sonido.
Profundidad
El subgrave tiene una influencia decisiva en el timbre (color) del sonido de los instrumentos musicales solo para los órganos de viento en salas especialmente construidas. Los fuertes componentes de subgraves son característicos de los sonidos de cataclismos naturales y provocados por el hombre, fuertes explosiones y voces de ciertas especies animales (rugido de león). Más del 90% de las personas no escuchan el subgrave en absoluto o lo escuchan indistintamente. Por ejemplo, si los sonidos fundamentalmente diferentes de un huracán tropical y una explosión nuclear se filtran de todo excepto de los subgraves, entonces casi nadie puede averiguar lo que realmente está sucediendo allí. Por lo tanto, un subwoofer doméstico casi siempre está optimizado para midbass, y resulta que el resto de los subgraves enmascara los propios ruidos de la habitación. Por lo que, por cierto, es muy útil y por eso es muy útil.
Subbajo en el coche
El efecto de enmascaramiento de ruido es especialmente necesario en un interior de automóvil estrecho y ruidoso, por lo que los subwoofers automáticos están optimizados para subgraves. A veces, por el bien de esto, los amantes de la alta fidelidad le dan al subwoofer todo el baúl, colocando altavoces monstruosos de 15 «-18» con 150-250 vatios de potencia máxima, ver fig. Sin embargo, se puede fabricar un subwoofer decente en un automóvil sin sacrificar el volumen útil en el cuerpo, ver más abajo.
Potente subwoofer en su automóvil
Nota: la potencia máxima de los altavoces a menudo se equipara con la potencia del ruido, lo cual no es cierto. A la potencia máxima, el sonido se distorsiona, pero sigue siendo audible, es decir, distinguible por significado. La potencia de ruido se define como aquella en la que un altavoz puede funcionar durante un tiempo específico (normalmente 20 minutos) sin quemarse o dañarse mecánicamente. Al mismo tiempo, el sonido suele ser un silbido incoherente, por lo que ese poder se llama ruido. Pero en algunos tipos de diseño acústico, la potencia de ruido del altavoz puede ser menor que el pico, consulte a continuación.
¿Qué tipo de altavoz necesitas?
Se realiza un cálculo completo del diseño acústico utilizando el llamado. Parámetros Thiel-Small (PTS). Como decidimos dedicar tiempo y trabajo a sintonizar el subwoofer, solo necesitamos el factor Q completo del cabezal en su propia frecuencia de resonancia Qts. sobre esta base se selecciona la variante óptima del diseño acústico. Dependiendo del valor de Qts, las dinámicas se dividen en 4 grupos:
- Qts <0.5 – «indiferentes» de muy baja calidad. Muy caro, retroceso muy bajo, pero capaz de reproducir subgraves hasta 20-15 Hz. Configurar un subwoofer con estos sin una cámara de medición de sonido y un equipo de medición especial es imposible, porque el pico de resonancia no es pronunciado.
- 0.5 <Qts <0.7 – baja calidad. Con un diseño adecuado, reproducen bajas frecuencias hasta 30-25 Hz. Carreteras, la vuelta es pequeña. Es posible medir los parámetros de la casa, pero no configurar el subwoofer con lo siguiente: el diseño no está sujeto a ajustes o requiere que se coloque en una cámara de sonido. En habitaciones con un volumen inferior a 80-90 metros cúbicos. m, un subwoofer en un altavoz de baja calidad no tiene ventajas sobre un altavoz de calidad media, excepto por la «felicidad» para sus vecinos.
- 0,7 <Qts <1 – calidad media. Por combinación de todos los parámetros, incl. precio, óptimo para un subwoofer doméstico optimizado para midbass.
- Qts> 1 – Q alto Alto retroceso, bajo precio, sonido fuerte en un diseño subóptimo. Es difícil obtener una respuesta de frecuencia uniforme. Compacto, disponible en diámetros (hacia abajo) hasta 6 ”(155 mm). Óptimo para un subwoofer de escritorio o un televisor (¡no un sistema de cine en casa!).
Mediciones
En las especificaciones del fabricante para los altavoces, Qts se puede designar como Qp o simplemente Q, pero está lejos de estar siempre presente allí, y las bases de datos públicas como WinISD están llenas de errores. Por lo tanto, lo más probable es que tengamos que determinar el valor de Qts en casa.
Preparación
En primer lugar, seleccionamos y preparamos una sala para las mediciones acústicas. Debe tener tantas cortinas, cortinas, alfombras en el piso y paredes, muebles tapizados como sea posible. Las superficies horizontales rígidas (mesa) deben cubrirse con algo esponjoso; No será superfluo tirar más almohadas por todas partes. Los ángulos distorsionan especialmente el campo de sonido, incl. muebles duros con paredes, deben cubrirse con algo, por ejemplo, ropa en una percha. A continuación, conectamos cables largos al altavoz y los colgamos en el centro geométrico del techo (debajo del candelabro, si lo hay) con la parte frontal del difusor hacia abajo a una altura de 2/3 de la altura del techo desde el piso.
Circuitos de medición de altavoces domésticos
Ahora necesita ensamblar el esquema de medición, como se muestra arriba en la Fig. Todavía necesitamos el circuito inferior para medir la impedancia (impedancia) del altavoz Z. Del circuito de medición que suelen utilizar los aficionados sin transformador, este se diferencia en una precisión bastante profesional: en circuitos comunes en los diodos de puente, aprox. 1,5 V incluso con una impedancia de entrada de 10 MΩ del comprobador. El funcionamiento de este circuito se basa en el hecho de que la impedancia del transformador y R2, por un lado, es mucho mayor que la impedancia del GG; por otro lado, es mucho menor que la impedancia de salida del amplificador de potencia de frecuencia de audio, y en el hecho de que el pésimo multiprobador digital en el límite de 200 mV tiene una impedancia de entrada de más de 1 megaohmio. Sin embargo, si la señal de medición se suministra desde un generador de frecuencia de audio (AFG) con una salida estándar de 600 ohmios, este circuito no es adecuado para medir Z.
Procedimiento
Desde la computadora con el programa de emulación GZCH, la señal de medición se suministra desde la salida de la tarjeta de sonido. Debe «conducirlo» dentro del rango de 20-100 Hz al principio con un (paso) discreto de 10 Hz. Si la resonancia HG no es visible, no es adecuada para el subwoofer. O el vendedor te engañó descaradamente vendiéndote por 100 rublos. GG indiferente con un precio de $ 200.
Curvas de resonancia y fórmulas para calcular el factor Q total de los cabezales de los altavoces
Cuando se determinan los límites del pico de resonancia, lo «pasamos» ya con un discreto de 1 Hz y construimos la respuesta de frecuencia. Si el GG es de calidad alta o media más cerca del límite superior de Qts, obtienes un gráfico como el de pos. Me imagino. En este caso:
- Según f-le (1) en pos. Yo encuentro U (F1, F2);
- Encuentre F1 y F2 de acuerdo con la tabla;
- De acuerdo con f-le (2), verificamos si la frecuencia de resonancia natural calculada en el espacio libre F’s coincide con las Fs medidas. Si la discrepancia es superior a 2-3 Hz, consulte a continuación;
- Por f-le (3) encontramos el factor de calidad mecánica Qms, luego por f-le (4) Qes eléctricos y, finalmente, por f-le (5) el factor de calidad total requerido Qts.
Si el factor Q del GG está más cerca de bajo o similar, lo que generalmente es bueno, la curva de resonancia será notablemente asimétrica y su pico es plano, borroso, pos. III, o verifique por archivo (2) no convergerá incluso con mediciones repetidas. En este caso, según el gráfico, determinamos los puntos de mayor pendiente de las tangentes a las «alas» cóncavas de los picos A1 y A2; matemáticamente, en ellos la segunda derivada de la función que describe la curva de resonancia alcanza un máximo. Para Umax, tomamos, como antes, su valor en la parte superior del pico, y para Umin, calculado por f-le en pos. III nuevo valor de U (F1, F2).
Estructura del sistema
¿Lo has medido? ¿Encaja el altavoz? Tómate tu tiempo para elegir un diseño. Primero, debe elegir un diagrama de bloques de todo el sistema de sonido, porque su parte electrónica puede ser tan cara como un buen woofer. Se puede construir un sistema de sonido con un subwoofer en una de las pistas. esquemas, ver fig.
Diagramas estructurales de sistemas de sonido con subwoofers.
Nota: EQ y FINCH de paso bajo infrarrojo (filtro de rugido) en todos los circuitos se encienden antes de las entradas del canal estéreo.
Pos. 1 – sistema con filtrado de potencia pasiva. Además, no es necesario un amplificador de graves independiente, se puede conectar a cualquier UMZCH. Enormes desventajas, primero, fuga eléctrica mutua de canales en el subwoofer a lo largo del rango medio: para filtros LC que lo reducen a un valor aceptable, necesitará un estuche decente, que, para comprar sus componentes, deberá llenarse con dinero por alrededor de un tercio (en billetes de 100 rublos). En segundo lugar, las resistencias de salida de los filtros de paso bajo del LPF junto con la entrada GG del altavoz forman una T, y cada canal del UMZCH teóricamente gastará una cuarta parte de su potencia en calentar al vecino con su LPF. Realmente – más, porque las pérdidas de energía y de filtro son significativas. Sin embargo, el sistema de filtrado de potencia es aplicable en subwoofers de baja potencia con emisores de sonido independientes, ver más abajo.
Pos. 2 – filtrado pasivo para un UMZCH de graves independiente. No hay pérdida de potencia, la influencia mutua de los canales es más débil, porque Las impedancias características de los filtros son kiloohmios y decenas de kiloohmios. Actualmente, prácticamente no se usa, porque montar un filtro activo en microcircuitos resulta mucho más fácil y económico que enrollar bobinas pasivas.
Pos. 3 – filtrado analógico activo. Las señales de canal se agregan mediante un simple sumador de resistencias, se alimentan a un filtro de paso bajo activo analógico, y desde éste al UMZCH de graves. La interferencia del canal es insignificante e invisible en condiciones de escucha normales; los costos de los componentes son bajos. El circuito óptimo para un subwoofer casero para un aficionado novato.
Pos. 4 – filtrado digital completo. Las señales de canal se envían a un divisor P, que divide cada uno de ellos en al menos 2 iguales al original. Una señal del par se alimenta al MF-HF UMZCH (posiblemente directamente, sin el HPF), y el resto se combina en el sumador C. El hecho es que con la adición de resistencias en las bajas frecuencias del midbass y en el subbass , es posible la interacción eléctrica de señales en el LPF, varias de las cuales distorsionan los graves totales. En el sumador, las señales se agregan de forma digital o analógica, excluyendo su influencia mutua.
Desde el sumador, la señal común se alimenta a un filtro de paso bajo digital con convertidores de analógico a digital (ADC) y de digital a analógico (DAC) incorporados, y de éste al UMZCH de graves. La calidad del sonido y el aislamiento de canales son los más altos posibles en la actualidad. El costo de los microcircuitos para toda esta economía resulta ser asequible, pero trabajar con un IC ya requiere algo de experiencia en radioaficionados, y aún más si no se compra un equipo listo para usar (que es mucho más caro), y los componentes del sistema. se seleccionan de forma independiente.
Registro
En la Fig. Se dan los esquemas más comunes para el diseño acústico de subwoofers domésticos. Los laberintos, cuernos, etc. no cumplen los requisitos de compacidad. Los esquemas preferidos para principiantes se resaltan en verde, los esquemas que son preferibles para principiantes se resaltan en amarillo y los inadecuados en rojo. ¿Quién tiene más experiencia puede sorprenderse: el sexto paso de banda es para tontos? No es gran cosa, este gran altavoz de trompeta bajo se puede sintonizar durante el fin de semana. Si sabes como.
Tipos de diseño acústico para subwoofers
Proteger
Hacer un subwoofer en forma de escudo acústico (escudo, pos.1) en casa es factible si los HG están integrados en el revestimiento de la pared, porque sus tamaños son proporcionales a las longitudes de las ondas subgraves. De ahí la ventaja: no hay problemas con el subgrave, siempre que los altavoces lo activen. La otra es la compacidad extrema, el submarino no ocupa el área utilizable en absoluto. Pero también hay serios inconvenientes. El primero es una gran cantidad de trabajos de construcción. El segundo: la pantalla acústica no afecta la respuesta de frecuencia del GG de ninguna manera. «Jorobado» – y cantará, por lo que solo se pueden colocar altavoces caros, de baja calidad e indiferentes en el escudo. Subminus, por así decirlo, su retroceso es pequeño y el escudo no puede aumentarlo de ninguna manera.
Caja cerrada
Una gran ventaja de una caja cerrada (pos. 2): amortiguación profunda del GG; para altavoces de alta fidelidad de alto rendimiento y bajo costo, este es el único tipo aceptable de diseño acústico. Pero esta ventaja conlleva una desventaja: con una amortiguación profunda, la potencia de ruido del GH suele ser menor que el pico, especialmente en cabezales potentes y costosos. La bobina ya está humeando, pero las sibilancias aún no son audibles. Se necesita un indicador de sobrecarga, pero los más simples sin una fuente de alimentación separada distorsionan la señal.
Una ventaja igualmente audaz es la respuesta de frecuencia extremadamente suave, que cae suavemente y, como resultado, el sonido más puro y vivo. Por esta razón, los GG de alta calidad y alta calidad se producen específicamente para su instalación en cajas cerradas o en pasabandas de cuarto orden (ver más abajo).
Y otra ventaja inesperada: cuando se instala en una caja cerrada, no LF-MF, sino altavoces de graves especiales, la radiación parasitaria MF está prácticamente ausente. Los «woofers» de rango medio irradian en modo de membrana y la amortiguación profunda suprime el efecto de membrana.
Menos: de todos los altavoces de igual volumen, una caja cerrada tiene la frecuencia más baja reproducible más alta, porque aumenta la frecuencia de resonancia del altavoz y no puede aumentar su respuesta en frecuencias por debajo de ella. Esos. En cuanto a compacidad, el subwoofer en caja cerrada pasa con gran estiramiento. Hasta cierto punto, este inconveniente se puede reducir llenando la caja con relleno de poliéster: absorbe perfectamente la energía de las ondas sonoras. El proceso termodinámico en la caja luego pasa de adiabático a isotérmico, lo que equivale a un aumento de su volumen en 1,4 veces.
Otra desventaja significativa es que solo se puede fabricar un subwoofer pasivo en una caja cerrada, porque los componentes electrónicos que contiene están muy calientes, incluso si se colocan en un compartimento vallado. Si se encuentra con el antiguo AC 10MAS-1M, condúzcalo a la mitad de potencia durante media hora y toque la carcasa con la mano; estará caliente.
FI
Un inversor de fase (PHI) con una tubería (pos. 3) no era hace mucho tiempo casi el tipo más común de diseño acústico, pero ahora está siendo reemplazado por ranuras profundas (ver más abajo). La principal ventaja del FI es la capacidad de aumentar la salida del HG a frecuencias por debajo de la resonancia; para un aficionado novato: la posibilidad de construir «a ojo» y sintonizar de oído cambiando la longitud de la tubería. Además, el tamaño del FI en el midbass puede «exprimirse» casi al tamaño del altavoz, pero eso es probablemente todo. Contras: solo se pueden colocar GG de baja calidad en FI, ya que su propia respuesta de frecuencia es fundamentalmente con falla. La respuesta de frecuencia del FI en la dirección de las frecuencias por debajo de la reproducible más baja cae muy abruptamente, por lo tanto, es imposible exprimir cualquier subgrave aceptable del FI en el subwoofer, o las dimensiones del FI serán comparables a las de una caja cerrada. El FI parasitario de rango medio suprime el máximo a la mitad, porque en él, nada impide que la dinámica los emita desde el frente. Es imposible intentar aumentar el volumen equivalente del FI con relleno fonoabsorbente, porque los flujos de aire pasan a través del puerto (la boca exterior de la tubería) y la termodinámica del FI no es en absoluto la misma que la de una caja cerrada. Esto, dicho sea de paso, se aplica a todos los altavoces en los que el volumen interno se comunica con la atmósfera.
Nota: en todo, un radiador pasivo (PI) equivale a un FI – en lugar de un tubo con un puerto, ponen un altavoz de graves sin sistema magnético y con un peso en lugar de una bobina. No existen métodos “sin ajuste” para calcular el PI, por lo tanto, PI es una rara excepción en la producción industrial. Si tiene un altavoz de graves quemado por ahí, puede experimentar: el ajuste se realiza cambiando el peso de la carga. Pero tenga en cuenta que es mejor no hacer PI activa por la misma razón que una caja cerrada.
Acerca de las grietas profundas
La acústica con rendijas profundas (pos. 4, 6, 8-10) a veces se identifica con un FI, luego con un laberinto, pero en realidad es un tipo de diseño acústico independiente. Las ventajas de una brecha profunda son la masa:
- Un aficionado en casa puede realizar un cálculo preciso en una computadora.
- Revestido con un absorbente de sonido, absorbe completamente los parásitos de rango medio.
- Calculado correctamente, en midbass actúa como un obturador acústico (laberinto de cuarto de onda, laberinto de CV) con alta atenuación.
- Por una razón en el anterior. El punto se puede amortiguar acústicamente y el volumen equivalente se puede aumentar absorbiendo el relleno.
- En las subbase, puede funcionar como un laberinto de media onda (PV-labyrinth), aumentando el retroceso del GG.
- Es posible construir un altavoz con una ranura profunda debajo del GG con cualquier valor del factor de calidad.
Solo hay un inconveniente de un espacio profundo, y luego para los principiantes: no se puede personalizar después del ensamblaje. Cuando esté hecho, cantará.
Acerca de los antiacústicos
Carcasa de subwoofer redundante que absorbe el sonido
Cualquier cavidad resonante en el altavoz con liberación a la atmósfera no se puede rellenar con relleno de poliéster. Por ejemplo, en el caso de la fig. a la derecha, el factor de aumento de volumen estará entre 1,15 y 1,30, pero ¿cuál exactamente? Es imposible determinar el altavoz terminado sin medidas especiales. Sin embargo, silenciar el subwoofer en el interior es absolutamente necesario para suprimir los parásitos de rango medio y armónicos de las vibraciones del gabinete. Tradicionalmente, esto se hacía con tapicería de fieltro, pero ahora hay superficies anti-acústicas mucho mejores. La primera es la alfombra, que se utiliza para recortar el interior y el maletero de un automóvil, está especialmente diseñada para ello. Y un reemplazo completo del fieltro es un vellón delgado (lino) con un lado esponjoso dentro de la cavidad.
Paso de banda
BandPass significa paso de banda, por lo que llaman al orador sin radiación de sonido directa al espacio. Esto significa que los altavoces de paso de banda no emiten medios debido a su filtrado acústico interno: el altavoz se coloca en una partición entre cavidades resonantes que se comunican con la atmósfera a través de puertos de tubería o ranuras profundas. Bandpass es un diseño acústico específico para subwoofers y no se utiliza para altavoces completamente separados.
Los pasos de banda se dividen de acuerdo con la magnitud del orden, y el orden del paso de banda es igual al número de sus frecuencias de resonancia naturales. Los GG de alta calidad se colocan en los pasos de banda de cuarto orden, donde es fácil organizar la amortiguación acústica (pos. 5); calidad baja y media – en el paso de banda de sexto orden. Contrariamente a la creencia popular, no existe una diferencia tangible en la calidad del sonido entre aquellos y aquellos: ya en el 4º orden, la respuesta de frecuencia en la frecuencia baja se suaviza a 2 dB o menos. La diferencia entre ellos para el aficionado radica principalmente en la complejidad de la configuración: para ajustar con precisión el cuarto paso de banda (ver más abajo), tendrá que mover la partición. En cuanto al paso de banda de octavo orden, se obtienen 2 frecuencias de resonancia más debido a la interacción acústica de los mismos 2 resonadores. Por lo tanto, el octavo paso de banda a veces se denomina paso de banda de clase B de sexto orden.
Nota: la respuesta de frecuencia idealizada a bajas frecuencias para algunos tipos de diseño acústico se muestra en la Fig. rojo. La línea de puntos verde es la respuesta de frecuencia ideal desde el punto de vista de la psicofisiología de la audición. De ahí que quede claro que todavía hay bastante trabajo en electroacústica.
Características de respuesta de frecuencia del mismo cabezal de altavoz en diferentes diseños acústicos
Subwoofers de coche
Los subwoofers de automóvil generalmente se colocan en el compartimiento de carga, o debajo del asiento del conductor, o detrás del respaldo del asiento trasero, pos. 1-3 en la Fig. En el primer caso, la caja quita volumen útil, en el segundo, el submarino funciona en condiciones difíciles y puede dañarse con los pies, en el tercero, no todos los pasajeros pueden soportar los potentes graves cerca de los oídos.
Subwoofers de coche
Recientemente, un subwoofer de automóvil se fabrica cada vez más del tipo sigiloso integrado en el nicho del guardabarros trasero, pos. 4 y 5. Se consigue un subbajo de suficiente potencia mediante autodinámica especial con un diámetro de 12 «con un difusor rígido, poco susceptible al efecto membrana, pos. 5. Cómo hacer un subwoofer para un automóvil moldeando un nicho en el ala, vea a continuación. video.
Vídeo: subwoofer de coche de bricolaje «sigilo»
Simplemente no puede ser más fácil
Se puede fabricar un subwoofer muy simple que no requiera un amplificador de graves separado según el esquema con emisores de sonido independientes (IZ), ver fig. De hecho, se trata de LF GG de dos canales, colocados en una caja larga común, instalados horizontalmente. Si la longitud de la caja es comparable a la distancia entre los satélites o el ancho de la pantalla del televisor, la «extensión» del estéreo apenas se nota. Si escuchar va acompañado de visualización, entonces es completamente imperceptible debido a la corrección visual involuntaria de la localización de las fuentes de sonido.
Circuitos de subwoofer con radiadores independientes
De acuerdo con el esquema con IZ independiente, puede hacer un excelente subwoofer para una computadora: se coloca una caja con altavoces en la esquina superior más lejana debajo de la mesa. La cavidad debajo de él es un resonador sintonizado a una frecuencia muy baja, y un subgrave inesperadamente bueno atraviesa una pequeña caja.
El FI para un subwoofer con FM independiente se puede calcular en la tienda de altavoces. En este caso, el volumen equivalente Vts se toma el doble del medido, la frecuencia de resonancia Fs es 1,4 veces menor y el factor de calidad total Qts es 1,4 veces mayor. El material de la caja, como en otros lugares, es MDF de 18 mm; para potencia de subwoofer desde 50 W – desde 24 mm. Pero es mejor colocar los altavoces en una caja cerrada, en este caso se puede hacer sin cálculo: la longitud en el interior se toma en el sitio de instalación en el rango de 0.5 m (para una computadora) a 1.5 m (para un televisor grande). La sección transversal de la caja en el interior se determina en función del diámetro del cono del altavoz:
- 6 «(155 mm) – 200×200 mm.
- 205 mm (8 pulg.) – 250×250 mm.
- 10 «(255 mm) – 300×300 mm.
- 12 «(305 mm) – 350×350 mm.
En el peor de los casos (sub-ordenador debajo de la mesa con altavoces de 6 «) el volumen de la caja será de 20 litros, y el volumen equivalente con llenado será de 33-34 litros. Con una potencia UMZCH de hasta 25-30 W por canal, esto es suficiente para obtener un medio bajo decente.
Filtros
En este caso, es mejor usar filtros LC de tipo K. Necesitan más bobinas, pero esto no es esencial en condiciones de aficionados. Los filtros K tienen una atenuación de banda de paso baja, 6 dB / oct por enlace o 3 dB / oct por medio enlace, pero una respuesta de fase absolutamente lineal. Además, cuando se opera desde una fuente de voltaje (que es UMZCH con alta precisión), el filtro K no es muy sensible a los cambios en la impedancia de carga.
En pos. 1 fig. Se dan los diagramas de enlaces de filtros K y fórmulas de cálculo para ellos. R para LF GG se toma igual a su impedancia Z en la frecuencia de corte del LPF 150 Hz, y para el HPF igual a la impedancia del satélite z en la frecuencia de corte del HPF 185 Hz (fórmula [1] en pos. 6). Z y z se determinan de acuerdo con el esquema y la fórmula de la Fig. arriba (con esquemas de medición). Los diagramas de funcionamiento de los filtros se dan en la pos. 2. Si prefiere comprar condensadores adicionales y no enrollar las bobinas, se pueden componer exactamente los mismos parámetros de enlaces P y medios enlaces.
Datos y diagramas para hacer filtros para un subwoofer simple con radiadores independientes
La atenuación LPF en la banda de paso es de 18 dB / oct y la HPF es de 24 dB / oct. Una relación tan francamente no trivial se justifica por el hecho de que los satélites se descargan de los graves y dan un sonido más limpio, y el resto de los graves reflejados desde el HPF se envía a los woofers y hace que los graves sean más profundos.
Los datos para el cálculo de las bobinas del filtro se dan en pos. 3. Deben colocarse mutuamente perpendiculares porque los filtros K funcionan sin acoplamiento magnético entre las bobinas. Al calcular, se establecen por las dimensiones de la bobina y, de acuerdo con la inductancia encontrada en el procedimiento para calcular el filtro, se determina el número de vueltas. Luego, usando el factor de apilamiento, se encuentra el diámetro del cable en el aislamiento, debe resultar ser de al menos 0,7 mm. Resulta menos: aumentamos el tamaño de la bobina y lo recalculamos.
Personalización
La configuración de este subwoofer se reduce a ecualizar los volúmenes de los graves y los satélites, respectivamente. frecuencias de corte. Para hacer esto, primero prepare la habitación para las mediciones acústicas, como se describió anteriormente, y un probador con un puente y un transformador. A continuación, necesitará un micrófono de condensador. Para una computadora, tendrá que hacer algún tipo de amplificador de micrófono (MUS) con un sesgo aplicado a la cápsula, tk. una tarjeta de sonido normal no puede recibir simultáneamente una señal y emular un GZCH, pos. 4. Si hay un micrófono de condensador con un MUS incorporado, al menos un antiguo MKE-101, genial, su salida está conectada directamente al devanado primario (más pequeño) del transformador. El procedimiento de medición es sencillo:
- El micrófono se fija frente al centro geométrico de los satélites a una distancia horizontal de 1-1,5 m.
- El subwoofer se desconecta del UMZCH y se suministra una señal de 185 Hz.
- Registre la lectura del voltímetro.
- Sin cambiar nada en la habitación, apagan los satélites, conectan el sub.
- Se envía una señal de 150 Hz al UMZCH y se registran las lecturas del probador.
Ahora necesitas calcular las resistencias de ecualización. Ecualice el volumen, amortiguando los enlaces más fuertes en un esquema serie-paralelo (pos.5), porque es necesario mantener los valores Z yz previamente encontrados sin cambios en valor absoluto. Las fórmulas de cálculo para resistencias se dan en pos. 6. Potencia Rg: no menos de 0,03 de la potencia de UMZCH; Rd – cualquiera de 0.5 W.
También simple
Otra opción para un subwoofer simple, pero ya real, con un LF GG acoplado. Emparejar woofers es una forma muy efectiva de mejorar su calidad de sonido. El diseño de un subwoofer basado en un par de viejos 10GD-30 se muestra en la Fig. debajo.
Diseño de subwoofer simple
El diseño es muy perfecto, el paso de banda de sexto orden. El amplificador de bajos se basa en TDA1562. También puede usar otros GH de alta Q con un recorrido del difusor relativamente pequeño, luego puede que tenga que hacer ajustes seleccionando la longitud de las tuberías. Se produce en las frecuencias de control de traza de 63 y 100 Hz. manera (¡las frecuencias de referencia no son resonantes del sistema de altavoces!):
- Prepare la habitación, el micrófono y los electrodomésticos como se describe anteriormente.
- Se alimentan al UMZCH alternativamente a 63 y 100 Hz.
- Cambie la longitud de las tuberías, logrando una diferencia en las lecturas del voltímetro de no más de 3 dB (1.4 veces). Para gourmets: no más de 2 dB (1,26 veces).
La afinación de los resonadores es interdependiente, por lo que los tubos deben moverse de acuerdo: adelantar el corto, en la misma cantidad, en proporción a su longitud original, empujar el largo. De lo contrario, puede alterar por completo el sistema: el pico del ajuste óptimo en el sexto paso de banda es muy nítido.
Además, punto por punto, después de 10 Hz, la respuesta de frecuencia del subwoofer se toma en el rango de 20-200 Hz. Las caídas / picos no se permiten más de los mismos valores. Aquí están las siguientes opciones:
- La caída entre 63 y 100 Hz: el deflector debe moverse hacia el resonador más grande.
- Caídas en ambos lados de 100 Hz: el deflector se desplaza hacia el resonador más pequeño.
- Ráfaga más cerca de 63 Hz: necesita aumentar el diámetro de la tubería larga en un 5-10%
- Una ráfaga más cercana a los 100 Hz es lo mismo, pero para una tubería corta.
Después de cualquiera de los procedimientos de ajuste, el altavoz de subgraves se reconfigura. Para su conveniencia, al principio no se realiza un ensamblaje completo del pegamento: la partición está bien manchada con plastilina y una de las paredes laterales se coloca con cinta de doble cara. ¡Asegúrese de que no haya grietas!
Tubos confeccionados y caseros para resonadores de altavoces.
Tubos resonadores
Los tubos doblados confeccionados para acústica se venden en tiendas de música y radio. Puede hacer un tubo acústico telescópico con sus propias manos a partir de trozos de tubos de plástico o cartón. En cualquier caso, a lo largo de la boca interna, debe pegar firmemente 2 piezas de hilo de pescar: uno en tensión, el otro con un lazo que sobresale hacia afuera, vea la fig. a la derecha. Si es necesario separar la tubería, presione un sedal apretado con un lápiz, etc. Si se acorta, tiran del lazo. El ajuste de un resonador con un tubo de esta manera se acelera muchas veces.
Potente sexto orden
Los dibujos del paso de banda de sexto orden por debajo de 12 «GG se muestran en la fig. Este ya es un diseño sólido de pie para una potencia de hasta 100 vatios. Configurable como el anterior.
Dibujos del subwoofer de paso de banda de sexto orden para un altavoz de 12 ″
4to orden
De repente tendrá a su disposición un GG de alta calidad de 12 ”, será posible realizar un paso de banda de 4º orden de la misma calidad, pero más compacto, ver fig. dimensiones en cm. Sin embargo, configurarlo será mucho más difícil, ya que en lugar de manipular el tubo del resonador más grande, tendrá que mover inmediatamente el deflector.
Subwoofer de paso de banda de sexto orden para altavoz de 12 ″
Electrónica
Para el UMZCH de graves para un subwoofer, se impone lo mismo que para los filtros, el requisito de linealidad total de la respuesta de fase. El UMZCH hecho en un circuito de puente lo satisface, también reduce las distorsiones no lineales del UMZCH integrado con una salida no complementaria en un orden de magnitud. UMZCH para un subwoofer con una potencia de hasta 30 W se puede ensamblar de acuerdo con el diagrama en pos. 1 arroz 60 vatios según el esquema en pos. 2. Es conveniente hacer un subwoofer activo en un microcircuito de un UMZCH TDA7385 de 4 canales: se permite que un par de canales vayan a satélites, y los otros dos se encienden en un circuito puente a un sub, o, si es con IZ independiente, se les permite ir a los altavoces de graves. El TDA7385 también es conveniente porque para los 4 canales tiene entradas comunes para las funciones St-By y Mute.
Diagramas de módulos (bloques) de electrónica para sistemas de sonido con subwoofers
Según el diagrama en pos. 3 es un buen filtro activo para un subwoofer. La amplificación de su amplificador normalizador está regulada por una resistencia variable de 100 kOhm en un amplio rango, por lo tanto, en la mayoría de los casos, desaparece un procedimiento bastante aburrido para nivelar los volúmenes del sub y de los satélites. Los satélites en esta versión se encienden sin un filtro de paso alto, y los potenciómetros de volumen preestablecidos con ranuras para destornilladores están integrados en los amplificadores de frecuencia media-alta.
En pos. 4 muestra un diagrama de un canal de un UMZCH de alta calidad para satélites. Potencia, dependiendo de la tensión de alimentación: hasta 25 W. Tenga en cuenta que los cables comunes de señal y alimentación están separados y una resistencia antiparasitaria R8 está conectada entre ellos. Se selecciona de acuerdo con el factor de distorsión armónica mínimo THD; el valor máximo permitido es 56 ohmios.
¿Cómo calcular un subwoofer?
Es posible que desee diseñar un subwoofer ranurado desde cero en lugar de jugar con la reconfiguración de subwoofers prototipo para que se adapten a su altavoz. Si es así, siga el enlace: http://cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php. El autor, debo reconocerlo, fue capaz de explicar en el nivel «para maniquíes luminiscentes» cómo calcular y hacer un subwoofer de alta calidad con la ayuda de un software moderno. Sin embargo, en un gran negocio, no está exento de errores, por lo tanto, al estudiar la fuente, tenga en cuenta:
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Formas incorrectas y correctas de medir el volumen equivalente de un cabezal de altavoz
Es necesario tomar datos de medición para calcular el factor Q total de acuerdo con la cláusula 1.1.2.1 en la fuente en una habitación especialmente preparada, ver arriba.
- De acuerdo con la cláusula 1.1.2.3 – es inaceptable medir el volumen equivalente de GG por radiación en una caja con una ranura (¿tubería?) Como se muestra en la figura. Obtenga un precio por la leña en Tiksi Bay en medio del calor con hembras de osos polares. El HS probado debe irradiar a una caja sellada no resonante, ver Fig. a la derecha. En casa, es fácil y económico pegarlo en espuma PVA de 20 mm. El desperdicio de material en las costuras durante el desmontaje será un poco y las láminas aún se usarán para aislamiento o en otro lugar.
- Con el debido respeto al autor, llenar el interior del submarino con bateo ni siquiera es ayer. Batear ni hoy ni ayer, y en general nunca ha sido un buen material que absorba el sonido y las vibraciones. Consulte más arriba la carcasa interior anti-acústica del subwoofer.
Y todavía…
Hacer un subwoofer es algo fascinante, útil para desarrollar tu mente y habilidad, además, un buen altavoz de bajos cuesta una vez y media más barato que un par en una clase inferior. Sin embargo, en las audiciones de control, tanto los expertos experimentados como los oyentes casuales «de la calle», en igualdad de condiciones, dan preferencia inequívocamente a los sistemas de sonido con separación completa de canales. Entonces, piense primero: ¿todavía tendrá un par de columnas separadas en sus manos y en su billetera?