Простой сабвуфер в автомобильной АС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

 В статье описана простая конструкция мощного низкочастотного громкоговорителя, который можно использовать в АС автомобиля. Специфическая особенность такой конструкции - применение "в спарке" двух одинаковых головок.

Задача получения высококачественного звучания в салоне автомобиля при скромном бюджете считается трудновыполнимой, но попытки ее решения предпринимаются любителями с завидным постоянством. Очередная попытка, с точки зрения автора, представляется достаточно удачной: получены хорошие отзывы о работе этой АС. Немаловажным фактором следует признать легкость повторения конструкции.

В статьях [1,2] достаточно полно сформулированы и аргументированы принципы расположения источников звука в салоне автомобиля и даны практические рекомендации по их установке. Исходя из этих рекомендаций, представим схему нашей звуковоспроизводящей установки.

Показанный на схеме рис. 1 усилитель А1 - четырехканальный УМ обычной автомагнитолы либо CD-ресивера, выполненный по мостовой схеме. Именно такие усилители и составляют большинство в ныне производимых моделях. Динамические головки ВА1, ВА2 и ВА7, ВА8 - это части широко распространенных двухполосных 10-12-сантиметровых автомобильных громкоговорителей номинальным сопротивлением 4 Ом. Динамические головки ВА1, ВА7 выполняют роль НЧ-СЧ звена и монтируются в передние двери, непосредственно в обшивку или на подиумы. Отделенные от них высокочастотные головки ВА2, ВА8 монтируют на стойках лобового стекла или на панели. Как правило, озвучивание этой части автомобильного салона достигается легко.

Для создания наиболее полной звуковой картины широкое распространение получила так называемая "схема Хеффлера", когда из стереосигнала выделяется разностная составляющая и воспроизводится отдельными тыловыми громкоговорителями. Роль пространственной "подзвучки" в акустической системе выполняют две головки 25ГДН-1-4 (10ГД-34). Многие авторы рекомендуют выполнить схему тылового канала с применением ФНЧ, но я решил обойтись только фильтром высоких частот, поскольку примененные головки не способны воспроизводить сигналы частотой выше 5 кГц. Расположение этих головок возможно на задней полке или в обшивке боковин салона автомобиля. Таким образом озвучивается салон автомобиля в диапазоне частот примерно от 100 до 20000 Гц.

Конденсаторы С1, C3, С4 - неполярные оксидные. Конденсаторы С2, С5 - любые пленочные или металлобумажные. При отсутствии неполярного конденсатора емкостью 220 мкФ его можно изготовить, например, из двух соединенных встречно-последовательно полярных емкостью 470 мкФ на напряжение 16-25 В.

Для воспроизведения низкочастотных звуков (ниже 100 Гц) используется специальный громкоговоритель - сабвуфер, на рис. 1 - это головки ВА5, ВА6. Поскольку звуковой сигнал на частотах ниже 300 Гц в салоне автомобиля не локализуется, то источник низкочастотного звука можно расположить в багажнике. Естественно, если автомобиль используется как повседневное средство передвижения, сабвуфер должен быть малогабаритным, не боящимся соприкосновения с размещенным в багажнике грузом и создающим достаточное звуковое давление.

Известно, что эквивалентный объем большинства отечественных широкодоступных низкочастотных головок, обладающих собственной резонансной частотой ниже 60 Гц, находится в пределах 40...80 л. Явно много для багажника. Есть прием, позволяющий вдвое уменьшить объем ящика НЧ звена, - использование головок в "тандемном" включении. Так для динамических головок 35ГДН-1-8 (25ГД-26-8) эквивалентный объем составляет 40...45 л. Расположив их на одной оси рядом ("встречно" диффузорами), можно построить громкоговоритель объемом 20...22 л. Платой за это будет некоторое снижение чувствительности АС - примерно на 3 дБ.

Чтобы компенсировать эту потерю, воспользуемся опытом иностранных производителей сабвуферов. Широко известная фирма Bose Corporation запатентовала тип акустического оформления НЧ звена, называемый полосовым ("bandpass"). Известно, что АС такого типа имеют высокий, по сравнению с прочими типами акустического оформления, КПД.

Прикинем различные схемы акустического оформления нашего сабвуфера. С помощью программы JBL SpeakerShop вводим известные параметры Тиля-Смолла динамических головок 35ГДН-1-8 (25ГД-26-8) и испытываем различные типы АС.

На сформированных программой графиках (рис. 2) видны формы АЧХ различных типов громкоговорителя при подведенном к нему синусоидальном сигнале напряжением 2,83 В (для сопоставления характеристической чувствительности); проанализируем эти графики. Показанная красной линией АЧХ громкоговорителя с фазоинвертором вполне удовлетворительна, но рекомендуемый программой объем 39 л явно великоват. Голубая линия соответствует АЧХ фазоинвертора объемом 20 л - тоже неплохо. Синей линией показана АЧХ громкоговорителя в полосовом исполнении (шестого порядка). Его недостаток - нижняя граница воспроизводимого диапазона выше, чем у фазоинвертора. Фиолетовая линия - АЧХ громкоговорителя, оформленного как закрытый ящик объемом 20 л. Его характеристическая чувствительность в рабочем диапазоне частот явно мала, поэтому такой вариант отбрасываем.

Итак, у нас есть два интересных варианта - фазоинвертор на 20 л либо полосовой того же объема. Замечу также, что салон автомобиля сам имеет меняющиеся акустические характеристики (открытые или закрытые окна, число пассажиров в салоне, наличие багажа и т. п.). Все это изменяет передаточную функцию салона, поэтому реальная АЧХ системы звуковоспроизведения будет несколько иной. Как правило, это выражается в подъеме АЧХ в области 40...130 Гц на 2.. .3 дБ (для разных типов и размеров салона автомобилей). Впрочем, большинство слушателей это вполне устраивает.

В чем состоит преимущество полосового громкоговорителя перед фазоинвертором? Как видно из графиков, он создает звуковое давление в диапазоне частот 50... 100 Гц на 3 дБ большее, чем фазоинвертор. Фактически он действует как узкополосный источник звука с эффективным подавлением излучения звуковых колебаний вне рабочей полосы частот, даже без внешнего фильтра. Такой громкоговоритель не содержит выступающих наружу частей динамических головок или иных элементов конструкции. Основные его недостатки - неважные фазовые характеристики и большая групповая задержка. Но поскольку большинство именитых производителей АС мирятся с этим, выбираем такой вариант и мы.

Для изготовления такого сабвуфера должны быть подготовлены следующие детали и материалы: динамические головки 35ГДН-1-8, фанера толщиной 15...20 мм, сантехническая полиэтиленовая труба внутренним диаметром 44 мм, винты-саморезы 03,5x35 мм, оконная замазка или силиконовый герметик, вата.

Из фанеры выпиливаем и собираем корпус сабвуфера, используя для крепежа самонарезающие винты. На эскизах рис. 3 для наглядности конструкции не показаны передние стенки, а в собранном виде сабвуфер представляет из себя глухой фанерный корпус с двумя отверстиями, в которых запрессованы трубы фазоинверторов. Шурупы следует завинчивать в панели с торцов, на расстоянии около 5 см друг от друга. Перед тем как закрепить последнюю стенку, не забудьте тщательно промазать стыки и щели замазкой, припаять к головкам и вывести из ящика провода и заполнить камеры распушенной ватой. Вспомните также, не забыли ли вы сделать отверстие в средней стенке между головками (рис. 3). Вату следует расположить так, чтобы она не загораживала порты фазоинверторов и не касалась диффузоров головок. Для этого можно использовать проволочные каркасы и марлю.

Внешнюю отделку собранного громкоговорителя выполняют по своему вкусу и возможностям. Вариантов здесь великое множество: от покраски масляной краской до обтягивания натуральной кожей с вставками из ценных пород дерева и слоновой кости.

Такой громкоговоритель несложно расположить в багажнике. В случае, если его монтируют в кузове типа "седан" ("классика" ВАЗ), корпус сабвуфера можно прикрепить к задней полке изнутри багажника вверх трубами, не забыв сделать отверстия в полке для того, чтобы фазоинверторы свободно "дышали" в салон. В кузовах типа "универсал" или "хэтчбэк" достаточно просто положить громкоговоритель в багажник - хлипкая полка багажника не создает заметного сопротивления проникновению звука в салон.

В заключение можно заметить, что сабвуфер способен создавать звуковое давление до 120...125 дБ при подводимой мощности до 250 Вт, поэтому впоследствии возможно наращивать мощность усилителя.

Литература

1. Шихатов А. Автозвук: устанавливаем сами. - Радио, 2000, №1-7.
2. <bluesmobll.com/shikhman/arts/nefiIt.htm>.

Автор: Д.Горбунов, г.Уфа

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Время хранения данных в SSD увеличено в тысячи раз 14.07.2017 Группа японских ученых представила разработку в области твердотельных накопителей. Исследователи показали, что за счет сжатия данных и изменений в способе записи можно существенно повысить надежность накопителей, скомпенсировав уменьшение количества циклов записи-стирания и увеличив время хранения. Суть разработки заключается в сочетании двух приемов. Во-первых, контроллер сжимает данные по алгоритму Хаффмана, за счет чего уменьшается объем записываемых данных. Во-вторых, часто встречающиеся последовательности, которым соответствуют короткие коды, записываются в высоконадежные состояния памяти, а последовательности, встречающиеся редко, которым соответствуют длинные коды, записываются как обычно. Высоконадежные состояния достигаются использованием ячейки TLC, обычно принимающей одно из восьми состояний, для хранения одного из семи или даже шести значений. Конечно, при этом уменьшается информационная емкость, но увеличение шага напряжения между состояниями значительно увеличивает надежность и время хранения.

Другие интересные новости:

▪ Новые микросхемы семейства Bluetooth

▪ Серотонин помогает сжигать жир

▪ Использование дождя для уменьшения загрязнения воздуха

▪ Беспроводные наушники iQOO TWS 1e

▪ Протоны тяжелее нейтронной звезды

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей

▪ статья Вильгельм Буш. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто и когда продал Эйфелеву башню на металлолом? Подробный ответ

▪ статья Бухгалтер по расчету зарплаты. Должностная инструкция

▪ статья Электропитание. Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы. Справочник

▪ статья FM-передатчик на микросхеме MAX2606. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026