Как сконструировать акустику?
Пока сидели дома в изоляции, вспомнил, что у меня радиоинженерное образование и решил "добить" вопрос с акустикой (который тянулся дольше 10-ти лет).
В этой заметке я собрал все вопросы, которые знаю по этой теме сам и некоторые секреты из первых рук от советских дедов (которые больше нигде не фигурировали).
Чуть-чуть теории.
Динамик не может нормально воспроизводить частоту, длина волны которой (у звука в воздухе) больше его физических размеров. Наиболее типичные НЧ-динамики (с диаметром, как у 75ГДН) воспроизводят частоту примерно от 35 герц. При подаче более низкой частоты она будет воспроизводиться существенно слабее.
Что такое идеальный звук?
Берём микрофон (или телефон с программой) и накапливаем АЧХ от случайных звуков - из комнаты, с улицы и т.п. Некоторое время. Смотрим на получившуюся АЧХ: она почти как прямая, равномерно спадающая от НЧ к ВЧ линия. Вот это и есть идеальная АЧХ для колонок. Но настраивать будем на слух ;)
Второе - в одной очень старой (довоенной ещё!) книжке я нашёл соотношение: предельная нижняя частота умноженная на предельную высокую должна быть всегда четыреста тысяч.
Т.е. НЧ * ВЧ = 400.000 = const
В книжке говорилось, что если это соотношение не соблюдается, то человек будет постоянно крутить ручки тембра туда-сюда.
На практике это означает, что если нижняя 20 Герц - то верхняя 20 килогерц, а если колонки "тянут" снизу только 40 герц, то и верхнюю придётся резать на 10 килогерц. С возрастом человек предельная ВЧ ушей уменьшается (в 20 лет у меня было 18 килогерц, а сейчас уже только 16), поэтому стремиться делать именно 20 Герц снизу бессмысленно, если делаешь для себя, а не на продажу, придётся уменьшать низы тембром для комфортного звучания. Поэтому в советские бытовые колонки никогда и не ставили динамиков, которые тянут ниже 30 герц где-то (хотя такие динамики тогда были: КИНАП а32, например).
Какие бывают ящики.
Закрытый корпус:
- мы слышим все самые низкие частоты от динамика. Да слабее, но всё равно слышим. Многие считают именно этот вариант самым классным для звука. На слух звучание закрытого корпуса воспринимается, как "барабанные низы", которые детально отыгрывают фазу. В них много нюансов.
Фазоинвертор:
- собирает всю энергию вокруг (выше и ниже) своей резонансной частоты и концентрирует её на частоте резонанса. Если частота фазоинвертора настроена чуть ниже предельной для динамика, то получается понизить частоту на несколько герц. Например, при 35 герцах от 75ГДН колонки с фазоинвертором от таких динамиков играют от 31,5 герца. Не очень здорово понизили, если честно… При этом у фазоинвертора есть сразу два крупных недостатка:
1) колонка вообще почти ничего не воспроизводит на совсем низких, близко-нулевых частотах, т.к. оттуда фазоинвертор забрал всю энергию для своей частоты резонанса
2) физически фазоинвертор это резонатор, который не может начать работать сразу. Как любой резонирующей детали, ему необходимо как минимум несколько периодов колебаний, которые он "проглотит". Поэтому даже появился такой термин, как "фазоинверторный звук", он "У-хающий" и смазывает все нюансы (диджериду на таких колонках совсем не звучит).
Рупор:
- чтобы рупор нормально работал, его широкий срез должен соответствовать длине волны самой низкой частоты. Для 20 герц (это нижняя частота, которую слышит человек) получается рупор размером с комнату. Поэтому про рупора до времени лучше забыть и сосредоточиться на закрытых ящиках.
Пассивный резонатор:
Иногда встречаются колонки, в которых фазоинвертор выполнен как пассивный динамик (без катушки, но с грузиком на мембране). Делает ровно то же самое, что фазоинвертор (который физически представляет собой так называемую резонаторную камеру Гельмгольца), но на слух воспринимается как "бормочущие" низы. Хорош для рока, металла и прочих басс-гитар. Работает пассивная мембрана так же, как фазоинвертор-труба: резонирует на частоте ниже предельной частоты динамика и позволяет использовать энергию тыловой стороны диффузора динамика, но кушает детальность низов. Если разместить мембрану сзади колонки, то для полочной акустики получится использовать в качестве резонатора зазор между шкафом и стеной, что иногда бывает удобно. При этом звук не такой У-хающий, как с фазиком-трубой, а скорее рычащий (на слух).
Панель акустического сопротивления (ПАС):
- задняя стенка колонок выполняется вся в дырках с палец диаметром. Дырками по площади заполняется около 40% площади стенки. Можно встретить в старых винтажных аудио-аппаратах, начиная с трёхпрограммного громкоговорителя (который вечно бормотал на кухне в СССР, если застал). Имеет интересное преимущество, "летающий по комнате" звук, т.к. использует отражение от стен сзади колонки. Но работает только со старинными чисто бумажными высокочувствительными динамиками, в современных акустических системах используется… можно сказать, никак.
Смешанная компоновка.
Например, одни из лучших колонок в мире за всю историю (кстати, а не хочешь ли ты повторить их корпуса?;) https://ru.wikipedia.org/wiki/Fisher_STE_1200/OTTO_SX-P1
были разделены ПРОДОЛЬНО на две половинки панелью акустического сопротивления, причём задняя часть представляла собой резонаторную камеру Гельмгольца для нижних частот, а звук из неё выводился на морду колонок через две фазоинверторные трубки, как в корпусах колонок 25АС-033 (которые в СССР с них и скопировали).
Есть ещё всякие "лабиринтные" (изнутри) акустические системы и т.п., которые представляют собой хитро рассчитанные смешанные варианты, но звук принципиально не меняют.
Самые простые, при это компоновочно правильные и удобные для доработки корпуса из недорогих и советских - это Амфитон 35 АС-018 и Орбита 35 АС-016. Советские аудио-мастера не просто так габариты ящика делали: всё это рассчитывалось по резонансам. Поэтому советую просто повторить один-в-один.
Выбор именно этих корпусов, а не представленных на видео 25 АС-033 обусловлен прежде всего их габаритами: объём у Амфитонов или Орбиты немного больше, а ставить их в наших малогабаритных помещениях имхо гораздо удобнее (они напольные). Кроме того - и это наверно, самое важное, размещение НЧ-динамика в указанных колонках таково, что создаёт минимум гула, если ставить их поперёк комнаты. (потому что рекомендуемое размещение для любых колонок - вдоль длинной стороны комнаты, но не в углах, в малогабаритной комнате труднодостижимо)
Передняя стенка должна быть наборная и не меньше четырёх сантиметров толщиной: в качестве основы идёт ДСП двадцатка для крепления, а снаружи к ней клеится ещё две десятки под профиль динамиков.
Боковые стенки можно сделать двадцаткой в один слой, а вот заднюю лучше из цельной фанеры десятки (когда она слегка вибрирует, это добавляет звука к низам).
Внутри задняя, боковые и верхняя стенки обклеиваются ватином, ватой в марле, синтепоном или специальным акустическим поролоном. Нижнюю можно не обклеивать. Ватин, кстати, дешевле и лучше всего)))
Особенное внимание на фазоинвертор: длина этих труб и их внутренний диаметр должны совпадать с оригинальными с точностью до миллиметра, потому что образуют звуковую резонансную камеру, частота которой зависит от размеров.
Любые углы и выступы на передней стенке создают интерференцию для высоких частот от ВЧ-динамика, поэтому спереди колонки должны быть скруглёнными, как бы «зализанными». В Орбите этого нет, но лучше делать именно так.
Все динамики должны стоять примерно в одной плоскости по глубине, чтобы у них получилась одинаковая фаза колебаний. Особенно это касается пары ВЧ+СЧ, если колонки трёхполосные. Также ВЧ и СЧ динамики следует располагать как можно ближе друг к другу (если просто положить на столе, то заметно, с какого расстояния между ними уже не получается различить, что играют два, а не один).
Колонку в целом желательно сделать лево-право симметричной (в смысле, не смещать ВЧ и НЧ-динамики вбок).
Самый лучший широко распространённый среднечастотный динамик из советских, но не бумажных, это советский 15 ГД-14 (с широким таким магнитом) из видео при белую акустику со стенками в кубики. Не путать с другим - есть похожий с мелким магнитом - он наоборот, полное говно (и называется 20ГДС).
Среднечастотный динамик обязательно должен быть в изолирующем стакане, который вибрирует от него, но исключает давление от мощного НЧ-динамика. Годится любой удобный прозрачный бокс для еды (подобрать по размерам), он как раз из нужного материала, типа толстого полиэтилена. Дырку под провод лучше сделать сбоку, а не в донышке (донышко пусть вибрирует, как может) и прожигать паяльником, а не сверлить, чтобы стакан не треснул. Внутрь стакана кладётся вата (не битком, но и не воздушно, а средне так).
НЧ-динамик: можно использовать любые. Например, 75ГДН-xxx (с резиновыми кольцами) это самые часто используемые. 50ГДН-xxx (с кольцами из ППУ - пенополиуретана) послабее и имеют катушку полегче, но зато гораздо лучше отыгрывают детали в низких частотах. Высокий серый цилиндрический (использовался в старых моделях) предпочтительнее широкого чёрного (ферритового), но и стОит в разы дороже.
ВЧ-динамик: Alphard TW-318 один из самых хороших с невысокой стоимостью.
Увы, но советских ВЧ-динамиков нормальных нет, если не считать один бумажный, который ещё нехило дорабатывать, но его хрен расклеишь для переборки.
Кроссовер (фильтр).
Фильтры бывают двух типов: последовательные и параллельные.
Производители акустики обычно используют параллельные,в которых каждый динамик можно подключить своим проводом (из маркетинговых соображений: например, ненужный, но распиаренный «би-вайринг» или полосы настраиваются так, чтобы в двухполосной акустике между динамиками был пропуск по частотам - а ты потом типа покупай у них ещё дополнительную среднечастотную колонку за отдельные деньги).
Однако у параллельных фильтров есть один крупный недостаток: они не сохраняют синфазность работы динамиков, потому что любой последовательно соединённый с динамиком конденсатор не даёт проходить постоянному току (что сразу убивает всю. фазу).
Решается эта проблема двумя путями: простым и сложным. В сложном случае каждый динамик в акустике работает от своего канала усилителя. Есть более простой путь: так называемый последовательный фильтр. Вот здесь можно ознакомиться с тем, как это всё работает:
http://ldsound.ru/dorabotka-filtra-35-as-018-s-rodnymi-dinamikami-nivaga/
А я просто приведу итоговую схему (кликабельно в полный размер):
Схему я специально разрисовал для не-электронщиков, чтобы её можно было сделать вообще без паяльника. Идея в том, что "вот прямо так" вся схема перерисовывается на фанерку. А в местах, где нарисованы жирные точки, вкручивают винты под КЛЕММЫ.
Т.е. чтобы сделать всё это, понадобятся только клеммы из автомагазина, проволока толщиной примерно в один миллиметр, тестер, который меряет индуктивность (чтобы намотать катушки), да обжимной инструмент для клемм. Конденсаторы - жёлтые такие, импортные плёночные называются.
Номиналы плюс-минус километр и всё работает: катушки от 2300, 2500 или 2700 не сильно критично, главное, чтобы были почти одинаковые в обеих колонках. С этой схемой фильтра даже можно не заморачиваться на сопротивлении динамиков и подключать как 8 ом, так и 4 ома (но фильтр изначально под 8-оммные динамики).
Для ВЧ-динамика очень важным является его уровень по отношению к громкости СЧ-динамика, поэтому в фильтре сделан ТРАНСФОРМАТОР: сначала мотается катушка ВЧ-динамика под нужную индуктивность, а потом - поверх неё - вторичка примерно в 1/10 часть витков первички для ВЧ-динамика. Дальше число витков вторички отматывается или доматывается до получения комфортного уровня ВЧ (при среднем положении регуляторов тембра на усилителе).
Проверяется это на каком-нибудь радио с голосом (типа Ретро-ФМ): все звуки Ц, Ф, С не должны свистеть или резать слух - но при этом и не пропадать (типа Ц не должна превращаться в Т и тому подобное).
Как самому сделать катушки для колонок
Из практики (я их мотаю сам по прибору).
Первое - катушки намотать несложно))) Это я специально пишу, а то народ пугается (мол, как это - столько проволоки мотать вручную, это же ужас). Ничего сложного. 10-20 минут, для большой катушки максимум 30.
Размеры катушек.
Делать катушки по размерам - плохо. Делать надо по прибору. Годится любой тестер, который меряет индуктивности.
Поэтому самую первую катушку для фильтров (кроссоверов акустики) делаем ориентировочно: считаем число витков в каждом слое и число слоёв, а каждые три слоя чуть-чуть соскрябаем перочинным ножом лак с проволоки, чтобы замерить прибором, какое получилось значение. Если мало, то повреждённое место у лака на проволоке оборачиваем небольшим кусочком изоленты и мотаем дальше.
Подогнав нужную индуктивность, можно уже делать следующие катушки просто по числу витков на тех же габаритах каркаса, проверяя прибором только при достижении этого числа витков (с небольшим запасом в метр-полтора, чтобы не доматывать отрезанную проволоку, если вдруг чуть-чуть мало).
Ориентировочные габариты для проволоки диаметром в 1 мм
Берётся обычная деревянная палка диаметром в ширину изоленты и делается высота катушки в тот же размер. Глубина чашек катушки - примерно в две палки, это около четырёх сантиметров, такой глубины достаточно. Оба номинала - и 270 микрогенри и 2700 микрогенри поместятся на этом каркасе при аккуратной и плотной намотке, т.к. каждый следующий виток даёт бОльшую прибавку, чем предыдущий (индуктивность увеличивается нарастающим итогом при увеличении числа витков). Поэтому большая катушка всё равно влезет.
Мотать лучше, что называется, виток-к-витку, для этого вал катушки (на роль которого подойдёт палка нужного диаметра) сразу не отрезАть, а закрепить в тисках.
Колонка собирается полностью, провода от всех динамиков вытаскиваются через технологическую дырку где-нибудь сзади или снизу, фильтра (кроссоверы) располагаются снаружи, а меньшая катушка для ВЧ-динамика (на которой по схеме из первого письма) доматывается вторичка, делается так, чтобы было удобно доматывать (читай - провода от первички должны размещаться снизу, чтобы не перекрывать намотку вторички, а то будет неудобно).
Готовые катушки заматываются изолентой. Крепить их винтами ИЗНУТРИ нельзя: лучше оставить ножку, как у гриба и вклеить в фанерку, на которой собирается фильтр, т.к. любой металл внутри катушки меняет индуктивность. Ну либо сделать одну чашку катушки с ушками и крепить шурупами снаружи намотки. По той же причине катушки не следует располагать слишком близко друг к другу (особенно на одной оси).
Однако, можно поиграться звуком, вставляя в катушки гвозди разного размера: железо индуктивность увеличивает, а цветмет - наоборот, уменьшает (латунь, алюминий). Начинать можно с гвоздей длиной сантиметров в 10 ))). Поигравшись, можно их отпилить, померять и сделать следующие катушки более точного номинала сразу при намотке.
На проволоку желательно разориться и купить сразу километр на большой бабине, т.к. она угоняется буквально сотнями метров на каждую пару колонок (хотя после намотки кажется, будто немного). Диаметр от 0.8 до 1 мм: меньше уже начнёт сказывать сопротивление проволоки, а больше неудобно и не нужно электрически, зато трудно мотать, т.к. проволока становится слишком дубовая.
Иногда в хай-энд катушки сделаны из ленты, но это изврат и требует динамиков совсем другого класса (и стоимости), чтобы заметить разницу.
Никаких монтажных проводов внутрь колонок больше не надо: всю разводку можно (и удобно) делать одной только вот этой лакированной трансформаторной проволокой. Кроме подключения самих колонок к усилителю, разумеется.
Чем подключать колонки к усилителю
Компьютерной витой парой. Это идеальный вариант. Все белые провода (4 штуки) идут например, на минус, а все цветные (их тоже 4) на плюс. При наладке колонок (когда фильтр лежит снаружи, а все динамики подключены своими проводами) можно временно использовать все четыре разные пары по-отдельности.
Часто встречается мнение, будто аудиокабели влияют на звук. Сами по себе НЕ ВЛИЯЮТ. Звук меняется из-за того, что параметры аудиокабелей (их погонные сопротивление, ёмкость и индуктивность) входят в обратную связь внутри усилителя (т.к. все колонки прямо вместе с динамиками фактически является частью его схемы).
Причём такой фигнёй страдают не все усилители, а только неудачно спроектированные. Эта обратная связь усиливает ничтожные различия от проводов в десятки тысяч раз - и получается изменение звука. Так вот, как раз компьютерная витая пара специально сделана так, чтобы минимизировать все подобные проблемы.
В этой заметке я собрал все вопросы, которые знаю по этой теме сам и некоторые секреты из первых рук от советских дедов (которые больше нигде не фигурировали).
Click to viewЧуть-чуть теории.
Динамик не может нормально воспроизводить частоту, длина волны которой (у звука в воздухе) больше его физических размеров. Наиболее типичные НЧ-динамики (с диаметром, как у 75ГДН) воспроизводят частоту примерно от 35 герц. При подаче более низкой частоты она будет воспроизводиться существенно слабее.
Что такое идеальный звук?
Берём микрофон (или телефон с программой) и накапливаем АЧХ от случайных звуков - из комнаты, с улицы и т.п. Некоторое время. Смотрим на получившуюся АЧХ: она почти как прямая, равномерно спадающая от НЧ к ВЧ линия. Вот это и есть идеальная АЧХ для колонок. Но настраивать будем на слух ;)
Второе - в одной очень старой (довоенной ещё!) книжке я нашёл соотношение: предельная нижняя частота умноженная на предельную высокую должна быть всегда четыреста тысяч.
Т.е. НЧ * ВЧ = 400.000 = const
В книжке говорилось, что если это соотношение не соблюдается, то человек будет постоянно крутить ручки тембра туда-сюда.
На практике это означает, что если нижняя 20 Герц - то верхняя 20 килогерц, а если колонки "тянут" снизу только 40 герц, то и верхнюю придётся резать на 10 килогерц. С возрастом человек предельная ВЧ ушей уменьшается (в 20 лет у меня было 18 килогерц, а сейчас уже только 16), поэтому стремиться делать именно 20 Герц снизу бессмысленно, если делаешь для себя, а не на продажу, придётся уменьшать низы тембром для комфортного звучания. Поэтому в советские бытовые колонки никогда и не ставили динамиков, которые тянут ниже 30 герц где-то (хотя такие динамики тогда были: КИНАП а32, например).
Какие бывают ящики.
Закрытый корпус:
- мы слышим все самые низкие частоты от динамика. Да слабее, но всё равно слышим. Многие считают именно этот вариант самым классным для звука. На слух звучание закрытого корпуса воспринимается, как "барабанные низы", которые детально отыгрывают фазу. В них много нюансов.
Фазоинвертор:
- собирает всю энергию вокруг (выше и ниже) своей резонансной частоты и концентрирует её на частоте резонанса. Если частота фазоинвертора настроена чуть ниже предельной для динамика, то получается понизить частоту на несколько герц. Например, при 35 герцах от 75ГДН колонки с фазоинвертором от таких динамиков играют от 31,5 герца. Не очень здорово понизили, если честно… При этом у фазоинвертора есть сразу два крупных недостатка:
1) колонка вообще почти ничего не воспроизводит на совсем низких, близко-нулевых частотах, т.к. оттуда фазоинвертор забрал всю энергию для своей частоты резонанса
2) физически фазоинвертор это резонатор, который не может начать работать сразу. Как любой резонирующей детали, ему необходимо как минимум несколько периодов колебаний, которые он "проглотит". Поэтому даже появился такой термин, как "фазоинверторный звук", он "У-хающий" и смазывает все нюансы (диджериду на таких колонках совсем не звучит).
Рупор:
- чтобы рупор нормально работал, его широкий срез должен соответствовать длине волны самой низкой частоты. Для 20 герц (это нижняя частота, которую слышит человек) получается рупор размером с комнату. Поэтому про рупора до времени лучше забыть и сосредоточиться на закрытых ящиках.
Пассивный резонатор:
Иногда встречаются колонки, в которых фазоинвертор выполнен как пассивный динамик (без катушки, но с грузиком на мембране). Делает ровно то же самое, что фазоинвертор (который физически представляет собой так называемую резонаторную камеру Гельмгольца), но на слух воспринимается как "бормочущие" низы. Хорош для рока, металла и прочих басс-гитар. Работает пассивная мембрана так же, как фазоинвертор-труба: резонирует на частоте ниже предельной частоты динамика и позволяет использовать энергию тыловой стороны диффузора динамика, но кушает детальность низов. Если разместить мембрану сзади колонки, то для полочной акустики получится использовать в качестве резонатора зазор между шкафом и стеной, что иногда бывает удобно. При этом звук не такой У-хающий, как с фазиком-трубой, а скорее рычащий (на слух).
Панель акустического сопротивления (ПАС):
- задняя стенка колонок выполняется вся в дырках с палец диаметром. Дырками по площади заполняется около 40% площади стенки. Можно встретить в старых винтажных аудио-аппаратах, начиная с трёхпрограммного громкоговорителя (который вечно бормотал на кухне в СССР, если застал). Имеет интересное преимущество, "летающий по комнате" звук, т.к. использует отражение от стен сзади колонки. Но работает только со старинными чисто бумажными высокочувствительными динамиками, в современных акустических системах используется… можно сказать, никак.
Смешанная компоновка.
Например, одни из лучших колонок в мире за всю историю (кстати, а не хочешь ли ты повторить их корпуса?;) https://ru.wikipedia.org/wiki/Fisher_STE_1200/OTTO_SX-P1
были разделены ПРОДОЛЬНО на две половинки панелью акустического сопротивления, причём задняя часть представляла собой резонаторную камеру Гельмгольца для нижних частот, а звук из неё выводился на морду колонок через две фазоинверторные трубки, как в корпусах колонок 25АС-033 (которые в СССР с них и скопировали).
Есть ещё всякие "лабиринтные" (изнутри) акустические системы и т.п., которые представляют собой хитро рассчитанные смешанные варианты, но звук принципиально не меняют.
Самые простые, при это компоновочно правильные и удобные для доработки корпуса из недорогих и советских - это Амфитон 35 АС-018 и Орбита 35 АС-016. Советские аудио-мастера не просто так габариты ящика делали: всё это рассчитывалось по резонансам. Поэтому советую просто повторить один-в-один.
Выбор именно этих корпусов, а не представленных на видео 25 АС-033 обусловлен прежде всего их габаритами: объём у Амфитонов или Орбиты немного больше, а ставить их в наших малогабаритных помещениях имхо гораздо удобнее (они напольные). Кроме того - и это наверно, самое важное, размещение НЧ-динамика в указанных колонках таково, что создаёт минимум гула, если ставить их поперёк комнаты. (потому что рекомендуемое размещение для любых колонок - вдоль длинной стороны комнаты, но не в углах, в малогабаритной комнате труднодостижимо)
Передняя стенка должна быть наборная и не меньше четырёх сантиметров толщиной: в качестве основы идёт ДСП двадцатка для крепления, а снаружи к ней клеится ещё две десятки под профиль динамиков.
Боковые стенки можно сделать двадцаткой в один слой, а вот заднюю лучше из цельной фанеры десятки (когда она слегка вибрирует, это добавляет звука к низам).
Внутри задняя, боковые и верхняя стенки обклеиваются ватином, ватой в марле, синтепоном или специальным акустическим поролоном. Нижнюю можно не обклеивать. Ватин, кстати, дешевле и лучше всего)))
Особенное внимание на фазоинвертор: длина этих труб и их внутренний диаметр должны совпадать с оригинальными с точностью до миллиметра, потому что образуют звуковую резонансную камеру, частота которой зависит от размеров.
Любые углы и выступы на передней стенке создают интерференцию для высоких частот от ВЧ-динамика, поэтому спереди колонки должны быть скруглёнными, как бы «зализанными». В Орбите этого нет, но лучше делать именно так.
Все динамики должны стоять примерно в одной плоскости по глубине, чтобы у них получилась одинаковая фаза колебаний. Особенно это касается пары ВЧ+СЧ, если колонки трёхполосные. Также ВЧ и СЧ динамики следует располагать как можно ближе друг к другу (если просто положить на столе, то заметно, с какого расстояния между ними уже не получается различить, что играют два, а не один).
Колонку в целом желательно сделать лево-право симметричной (в смысле, не смещать ВЧ и НЧ-динамики вбок).
Самый лучший широко распространённый среднечастотный динамик из советских, но не бумажных, это советский 15 ГД-14 (с широким таким магнитом) из видео при белую акустику со стенками в кубики. Не путать с другим - есть похожий с мелким магнитом - он наоборот, полное говно (и называется 20ГДС).
Среднечастотный динамик обязательно должен быть в изолирующем стакане, который вибрирует от него, но исключает давление от мощного НЧ-динамика. Годится любой удобный прозрачный бокс для еды (подобрать по размерам), он как раз из нужного материала, типа толстого полиэтилена. Дырку под провод лучше сделать сбоку, а не в донышке (донышко пусть вибрирует, как может) и прожигать паяльником, а не сверлить, чтобы стакан не треснул. Внутрь стакана кладётся вата (не битком, но и не воздушно, а средне так).
НЧ-динамик: можно использовать любые. Например, 75ГДН-xxx (с резиновыми кольцами) это самые часто используемые. 50ГДН-xxx (с кольцами из ППУ - пенополиуретана) послабее и имеют катушку полегче, но зато гораздо лучше отыгрывают детали в низких частотах. Высокий серый цилиндрический (использовался в старых моделях) предпочтительнее широкого чёрного (ферритового), но и стОит в разы дороже.
ВЧ-динамик: Alphard TW-318 один из самых хороших с невысокой стоимостью.
Увы, но советских ВЧ-динамиков нормальных нет, если не считать один бумажный, который ещё нехило дорабатывать, но его хрен расклеишь для переборки.
Кроссовер (фильтр).
Фильтры бывают двух типов: последовательные и параллельные.
Производители акустики обычно используют параллельные,в которых каждый динамик можно подключить своим проводом (из маркетинговых соображений: например, ненужный, но распиаренный «би-вайринг» или полосы настраиваются так, чтобы в двухполосной акустике между динамиками был пропуск по частотам - а ты потом типа покупай у них ещё дополнительную среднечастотную колонку за отдельные деньги).
Однако у параллельных фильтров есть один крупный недостаток: они не сохраняют синфазность работы динамиков, потому что любой последовательно соединённый с динамиком конденсатор не даёт проходить постоянному току (что сразу убивает всю. фазу).
Решается эта проблема двумя путями: простым и сложным. В сложном случае каждый динамик в акустике работает от своего канала усилителя. Есть более простой путь: так называемый последовательный фильтр. Вот здесь можно ознакомиться с тем, как это всё работает:
http://ldsound.ru/dorabotka-filtra-35-as-018-s-rodnymi-dinamikami-nivaga/
А я просто приведу итоговую схему (кликабельно в полный размер):
Схему я специально разрисовал для не-электронщиков, чтобы её можно было сделать вообще без паяльника. Идея в том, что "вот прямо так" вся схема перерисовывается на фанерку. А в местах, где нарисованы жирные точки, вкручивают винты под КЛЕММЫ.
Т.е. чтобы сделать всё это, понадобятся только клеммы из автомагазина, проволока толщиной примерно в один миллиметр, тестер, который меряет индуктивность (чтобы намотать катушки), да обжимной инструмент для клемм. Конденсаторы - жёлтые такие, импортные плёночные называются.
Номиналы плюс-минус километр и всё работает: катушки от 2300, 2500 или 2700 не сильно критично, главное, чтобы были почти одинаковые в обеих колонках. С этой схемой фильтра даже можно не заморачиваться на сопротивлении динамиков и подключать как 8 ом, так и 4 ома (но фильтр изначально под 8-оммные динамики).
Для ВЧ-динамика очень важным является его уровень по отношению к громкости СЧ-динамика, поэтому в фильтре сделан ТРАНСФОРМАТОР: сначала мотается катушка ВЧ-динамика под нужную индуктивность, а потом - поверх неё - вторичка примерно в 1/10 часть витков первички для ВЧ-динамика. Дальше число витков вторички отматывается или доматывается до получения комфортного уровня ВЧ (при среднем положении регуляторов тембра на усилителе).
Проверяется это на каком-нибудь радио с голосом (типа Ретро-ФМ): все звуки Ц, Ф, С не должны свистеть или резать слух - но при этом и не пропадать (типа Ц не должна превращаться в Т и тому подобное).
Как самому сделать катушки для колонок
Из практики (я их мотаю сам по прибору).
Первое - катушки намотать несложно))) Это я специально пишу, а то народ пугается (мол, как это - столько проволоки мотать вручную, это же ужас). Ничего сложного. 10-20 минут, для большой катушки максимум 30.
Размеры катушек.
Делать катушки по размерам - плохо. Делать надо по прибору. Годится любой тестер, который меряет индуктивности.
Поэтому самую первую катушку для фильтров (кроссоверов акустики) делаем ориентировочно: считаем число витков в каждом слое и число слоёв, а каждые три слоя чуть-чуть соскрябаем перочинным ножом лак с проволоки, чтобы замерить прибором, какое получилось значение. Если мало, то повреждённое место у лака на проволоке оборачиваем небольшим кусочком изоленты и мотаем дальше.
Подогнав нужную индуктивность, можно уже делать следующие катушки просто по числу витков на тех же габаритах каркаса, проверяя прибором только при достижении этого числа витков (с небольшим запасом в метр-полтора, чтобы не доматывать отрезанную проволоку, если вдруг чуть-чуть мало).
Ориентировочные габариты для проволоки диаметром в 1 мм
Берётся обычная деревянная палка диаметром в ширину изоленты и делается высота катушки в тот же размер. Глубина чашек катушки - примерно в две палки, это около четырёх сантиметров, такой глубины достаточно. Оба номинала - и 270 микрогенри и 2700 микрогенри поместятся на этом каркасе при аккуратной и плотной намотке, т.к. каждый следующий виток даёт бОльшую прибавку, чем предыдущий (индуктивность увеличивается нарастающим итогом при увеличении числа витков). Поэтому большая катушка всё равно влезет.
Мотать лучше, что называется, виток-к-витку, для этого вал катушки (на роль которого подойдёт палка нужного диаметра) сразу не отрезАть, а закрепить в тисках.
Колонка собирается полностью, провода от всех динамиков вытаскиваются через технологическую дырку где-нибудь сзади или снизу, фильтра (кроссоверы) располагаются снаружи, а меньшая катушка для ВЧ-динамика (на которой по схеме из первого письма) доматывается вторичка, делается так, чтобы было удобно доматывать (читай - провода от первички должны размещаться снизу, чтобы не перекрывать намотку вторички, а то будет неудобно).
Готовые катушки заматываются изолентой. Крепить их винтами ИЗНУТРИ нельзя: лучше оставить ножку, как у гриба и вклеить в фанерку, на которой собирается фильтр, т.к. любой металл внутри катушки меняет индуктивность. Ну либо сделать одну чашку катушки с ушками и крепить шурупами снаружи намотки. По той же причине катушки не следует располагать слишком близко друг к другу (особенно на одной оси).
Однако, можно поиграться звуком, вставляя в катушки гвозди разного размера: железо индуктивность увеличивает, а цветмет - наоборот, уменьшает (латунь, алюминий). Начинать можно с гвоздей длиной сантиметров в 10 ))). Поигравшись, можно их отпилить, померять и сделать следующие катушки более точного номинала сразу при намотке.
На проволоку желательно разориться и купить сразу километр на большой бабине, т.к. она угоняется буквально сотнями метров на каждую пару колонок (хотя после намотки кажется, будто немного). Диаметр от 0.8 до 1 мм: меньше уже начнёт сказывать сопротивление проволоки, а больше неудобно и не нужно электрически, зато трудно мотать, т.к. проволока становится слишком дубовая.
Иногда в хай-энд катушки сделаны из ленты, но это изврат и требует динамиков совсем другого класса (и стоимости), чтобы заметить разницу.
Никаких монтажных проводов внутрь колонок больше не надо: всю разводку можно (и удобно) делать одной только вот этой лакированной трансформаторной проволокой. Кроме подключения самих колонок к усилителю, разумеется.
Чем подключать колонки к усилителю
Компьютерной витой парой. Это идеальный вариант. Все белые провода (4 штуки) идут например, на минус, а все цветные (их тоже 4) на плюс. При наладке колонок (когда фильтр лежит снаружи, а все динамики подключены своими проводами) можно временно использовать все четыре разные пары по-отдельности.
Часто встречается мнение, будто аудиокабели влияют на звук. Сами по себе НЕ ВЛИЯЮТ. Звук меняется из-за того, что параметры аудиокабелей (их погонные сопротивление, ёмкость и индуктивность) входят в обратную связь внутри усилителя (т.к. все колонки прямо вместе с динамиками фактически является частью его схемы).
Причём такой фигнёй страдают не все усилители, а только неудачно спроектированные. Эта обратная связь усиливает ничтожные различия от проводов в десятки тысяч раз - и получается изменение звука. Так вот, как раз компьютерная витая пара специально сделана так, чтобы минимизировать все подобные проблемы.