А. Богомолов, Израиль

На WEB-страницах, посвященных акустическому оформлению громкоговорителей, иногда встречаются рупорные системы. Они отличаются своим необычным внешним видом и непомерной ценой. Сложность изготовления рупора и применение дорогих широкополосных динамиков ставят эти системы на недосягаемую для конструкторов и любителей музыки высоту. А те немногие счастливчики, которым удалось послушать высококачественную рупорную акустику, говорят: «Кто хоть однажды это слышал, тот не забудет никогда».

Как же послушать это чудо? Для самоделыциков этот вопрос приобретает особый смысл. Будем изготавливать свой собственный рупор!

Мой первый рупор

Известны следующие соотношения между резонансной частотой и полной добротностью, по которым классифицируются головки.

1. Fj/Qb < 30 (F, - резонансная частота, Q B - полная добротность). Головки этого типа имеют низкую добротность и лучше всего работают в открытом корпусе и экране. К этому типу относится большинство бытовых головок для магнитофонов и другой носимой техники. Добротность их довольно высока, Q B > 1,2.

2. FJQ a < 50. Это так называемые компрессионные головки с тяжелыми диффузорами и мягким подвесом. В закрытом ящике такие головки обеспечивают наименьшую неравномерность АЧХ. Оптимальная добротность головки для такого применения Q B = 0,7.

Р,/0 В < 85. По виду они выглядят практически так же, как и го ловки для закрытых ящиков, но оптимальным оформлением является фазоинверторное. Наименьшую неравномерность АЧХ обеспечивают головки с Qb = 0,39. (

3. F^Qb <105. Это головки для полосовых резонаторов, бандпаов. Так обычно оформляются сабвуферы.

Головки для применения в рупорных системах разрабатываются специально. В качестве излучателя в конструкции широкогорлых рупорных громкоговорителей применяются низкодобротные электродинамические головки, Q B < 0,4.

Рупором называют трубу с переменным сечением и жесткими стенками.

На.практике применяют рупорные громкоговорители двух типов: широкогорлые и узкогорлые. Входное отверстие имеет площадь, близкую к площади основания конуса головки. Поэтому их и называют широкогорлыми. Есть и узкогорлые рупоры, они соединяются с головкой через камеру, играющую роль акустического трансформатора. Применение рупора, нагружающего подвижную систему громкоговорителя очень сильно (в добрый десяток раз) улучшает КПД последнего и таким образом дает возможность получить достаточную величину звукового давления и громкость при сравнительно небольшой мощности усилителя. Для тех, кому слово «рупор» напоминает алюминиевую воронку, в которую кричит капитан, предложим более лаконичное слово - горн. В дальнейшем будем пользоваться именно этим термином, принятым в среде производителей акустических систем.

Размеры горна тесно связаны с нижней воспроизводимой частотой. Не стоит и думать об изготовлении в домашних условиях горна с нижней частотой 20 или 30 Гц. Длина волны на нижней границе звукового диапазона превышает 10 метров, а размеры горна должны быть еще больше. Выбор нижней частоты является ответственным моментом проектирования. При этом нужно учитывать множество факторов, начиная от собственных технологических возможностей, габаритов комнаты прослушивания, параметров головки и заканчивая общей концепцией системы.

Большое влияние на чувствительность и благозвучность горна оказывает его форма. В настоящее время известны конические, гиперболические, параболические и экспоненциальные конструкции. Все они имеют свои преимущества и недостатки, но последние считаются самыми музыкальными. В 1926 г. английский инженер Питер Войт (Peter Voigt) нашел кривую, впоследствии названную.трактрисой.

ТРАКТРИСА (новолат. tractrix, от лат. tractus - вытянутый) - плоская трансцендентная кривая, для которой длина отрезка МР касательной от точки касания М до точки Р пересечения с данной прямой (осью) есть величина постоянная. Являясь разновидностью экспоненты и сохраняя все ее преимущества, трактриса позволила уменьшить длину гбрна и сделать колонки более компактными практически без ухудшения параметров. Именно Войту мы обязаны тем, что эта технология до сих пор успешно внедряется в моделях для домашнего применения.

Однако, несмотря на это открытие, колонки все равно получаются более громоздкими, сложными в изготовлении и значительно более дорогими, чем традиционные закрытые ящики и . Высокая стоимость обусловлена еще и тем, что расчет горна крайне сложен. Все существующие методики дают приближенные результаты, а кроме того, невозможно с первого раза правильно выбрать параметры, закладываемые в формулы для компьютерных программ. Многие из них определяются экспериментально, почти на законченном изделии. Можно себе представить, во что обойдется, такой метод, когда каждый раз приходится изготавливать чрезвычайно сложную деревянную конструкцию, меняя в ней лишь один элемент. Любое, даже самое незначительное отклонение может кардинально изменить или даже полностью «убить» звук.

Программа, с помощью которой мы будем производить расчеты, называется Tractrixl2. Ее можно без труда найти в Интернете. Выби-

Таблица 2.1

раем нижнюю частоту горна 300 Гц и входное отверстие, равное 3 дюймам. В табл. 2.1 приведены радиусы сечений горна на различных удалениях от выходного отверстия.

Точность 0,1 мм - для тех, у кого есть токарный станок. Измерения при изготовлении горна делать довольно неудобно, поэтому при ручной обработке будет возникать погрешность, с которой придется смириться.

Длина горна, как видно из таблицы, составляет 250 мм. Входное отверстие горна соответствуют трехдюймовому динамику, то есть такому, у которого диаметр диффузора около 75 мм. У него даже нет названия, на торце магнита есть надпись, 4 ohm, 5 W. Такие головки устанавливают в компьютерных АС. Тип или название не имеют особого значения, главное, чтобы она была широкополосной. Сечение и возможные разновидности оформления приведены на чертежах (рис. 2.1, а, б).

Материалом для изготовления горна может быть древесина или пластик; в литературе встречались фотографии горнов, выдолбленных в камне или отлитых из бетона. Если нет подходящего полена, можно предложить другой способ изготовления.

Для изготовления каркаса горна нам потребуется пенопласт плотностью не менее 30 кг/м 3 . Из всех разновидностей пенопласта необ-

Рис. 2.1. Возможные варианты исполнения

Рис. 2.2. Использование электродрели в качестве токарного станка ходимо выбрать наиболее прочный. Он должен иметь мелкопористую структуру, не крошиться при надавливании на кромку. Пузырьки в структуре пенопласта должны быть не более 3…5 мм. При резке ножом должна оставаться ровная и гладкая поверхность. В качестве токарного станка удобно использовать электродрель с регулируемыми оборотами (рис. 2.2, а, б).

Берем заготовку толщиной 250 мм, на ней чертим окружность диаметром 380 мм. При помощи полотна ножовки вырезаем цилиндр. Это наша болванка. Вырезаем из фанеры две шайбы диаметром 60 мм. В центре болванки и шайб сверлим отверстие диаметром

10.. .12 мм под шпильку, на которой будет обрабатываться деталь. Шайбы нужны для того, чтобы пенопласт не деформировался и не прокручивался на Шпильке. Собираем всю заготовку, стягиваем гайками и зажимаем в патрон дрели. В качестве резца можно применять нож, напильник, наждачную бумагу, обернутую вокруг деревянного бруска или обломанное ножовочное полотно. Медленно повышаем обороты, центрируем и подбираем лучшую точку зажима. Увеличиваем обороты и обрабатываем заготовку по размерам чертежа.

При шлифовке пенопластового каркаса начинаем с наждачной бумаги № 2, потом № 1 и наконец доводим «нулевкой». В месте крепления динамика эпоксидкой приклеиваем фанерное кольцо. Можно прикрепить динамик и даже попробовать включить и послушать. Изменения и необычность звука слышны и на таком полуфабрикате.

Любопытно, что частоты ниже 600 Гц становятся «плавающими». Они появляются и исчезают в зависимости от местоположения горна и ориентации его относительно окружающих поверхностей. Например, в углу комнаты или у стены «низа» есть, а если держать горн в руке в центре комнаты - их нет. Секрет прост. Пенопласт, вследствие своей невысокой плотности, имеет низкий коэффициент отражения звука. Для низких частот он прозрачен. Необходимо армировать внутреннюю поверхность горна более плотным материалом. Выбираем самоклеющуюся алюминиевую фольгу. По каталогам фирм в интернет-магазинах она называется Aluminium-Foil Таре (лента алюминиевой фольги). Толщина фольги на бумажной подложке 30 микрон. Длина в рулоне 45 метров, ширина 50 мм. Стоит такой рулон $5. Если нет возможности приобрести этот очень удобный материал, придется искать другую фольгу и клеить ее нерасгвяющим пенопласт составом. Фольгу следует нарезать трапециевидными лоскутками и приклеить, тщательно проглаживая ее поверхность (рис. 2.3, а, б).

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...

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.

Рупорные акустические системы стоят особняком от традиционных. Их дизайн, порой, поражает воображение, их конструкция необычна, а звучание пронзительное и детальное. А еще одна деталь, о которой, кстати, мало кто знает — для рупорных колонок не требуется мощный усилитель.

В те времена, когда электричество еще не было изобретено, люди использовали для усиления звуков рупор. Таким образом, применяя минимум усилий и не доводя до хрипоты голосовые связки, можно было передавать информацию на многие километры. Звоном колоколов, появившихся на Руси еще в Х веке, предупреждали об опасности. При помощи мегафона военачальники отдавали приказы солдатам. Мощь духового оркестра могла сравниться разве что с органом. А в основе первого устройства для воспроизведения музыки — граммофоне — также лежал рупор.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что первые акустические системы, появившиеся на заре становления индустрии, — были рупорными. В далекие 40-е годы прошлого столетия попросту не существовало технических возможностей и даже теоретических знаний для изобретения достаточно мощных усилителей, пригодных для работы с традиционными акустическими системами. Тогда еще никто не знал о транзисторах, и для усиления применялись маломощные лампы. Кстати, именно по этой причине до сих пор жив стереотип, что рупорные АС лучше всего использовать с ламповыми усилителями.

Больше звуков? - Только через рупорные акустические систимы!

Если абстрагироваться от законов «чистого звучания» и взять за основу эмоции, получаемые слушателем, то можно сказать, что при прослушивании рупорных акустических систем человек получит гораздо большее наслаждение, чем с традиционными колонками. Достигается это, в первую очередь, за счет более детального и направленного звучания высоких частот. Обыкновенным высокочастотным динамикам, называемым еще «пищалками», иногда не хватает мощности усилителя, поэтому звучат они как бы в полсилы — при подаче на них небольшого напряжения верхний диапазон частот не достигает слушателя, «растворяясь» в воздушном пространстве между колонкой и ушами. Причем эта проблема не решается банальным увеличением уровня сигнала, который подается на обычные громкоговорители. Ведь часть мощности превращается в тепло. То есть, чем больше напряжение, тем сильнее нагревается акустическая система. Кроме того, при выкручивании ручки громкости «на полную» могут возникнуть слышимые уху искажения.

Рупорные акустические системы в силу своей конструкции свободны от этого недостатка. Использование рупорного излучателя вокруг динамика увеличивает чувствительность до ста и более дБ. При этом уже не нужно волноваться о том, что мощности усилителя не хватит для «раскачивания» акустических систем. Наоборот, даже при небольшом уровне громкости удастся услышать столько нюансов, сколько в случае с обыкновенными колонками возможно лишь при большом уровне громкости. Для рупорных акустических систем, в принципе, достаточно 5-10 Вт подводимой мощности, когда как для колонок традиционной конструкции, в зависимости от чувствительности, требуется мощность от 40 до 200 Вт. Этот параметр всегда указывается в паспорте акустической системы.

С чем сочетать рупорные акустические системы?

Есть мнение, что рупорные колонки лучше всего сочетаются с ламповыми усилителями. Отчасти это верно, в особенности, если рассматривать два типа рупорных акустических систем. К первому относятся полностью рупорные модели и даже сабвуферы. Неподготовленного человека они могут сразить своими недетскими габаритами, вычурным внешним видом и заоблачной стоимостью. Как раз такие устройства лучше всего использовать с маломощными ламповыми усилителями. Звуковая аура, окружающая слушателя, будет невообразимо проникновенной, одухотворенной, богатой тембрами и оттенками. Правда, стоит учесть, что для такой системы требуется весьма просторное помещение.

Второй тип рупорных акустических систем — гибридные. То есть, в рупорном оформлении находится лишь высокочастотный динамик. Средне- и низкочастотные громкоговорители в гибридных рупорных акустических системах размещаются заподлицо с лицевой панелью. Такой тип колонок можно использовать и с транзисторными усилителями, и с ламповыми, а задействуются они как в домашнем кинотеатре, так и в стереосистеме.

Правда, это вовсе не означает, что применение мощных усилителей полностью противопоказано. Например, в домашнем кинотеатре они придутся кстати. Это как хороший двигатель под капотом автомобиля: ресурс мотора пригодится в момент резкого ускорения, во время обгона. Аналогичная ситуация и в AV-системе: воспроизведение вялотекущего звукового ряда (диалоги, шум города) можно сравнить с обычным движением на крейсерской скорости, а обгон — уже с озвучиванием громких звуков (выстрелов, взрывов и так далее). Именно в такие моменты и требуется вся мощь усилителя, и если ее недостаточно, то вместо громоподобных эффектов будет слышно жалкое их подобие.

И еще. Оба типа рупорных акустических систем отличаются ярким характером звучания. И чтобы слишком резкий звук не напрягал уши, усилитель в пару к ним лучше выбирать помягче.

Легендарная «рупорная» марка

Если спросить любого человека, интересующегося аудиотехникой, о рупорных колонках, то с большой долей вероятности он сразу назовет марку Klipsch. И будет абсолютно прав, ведь на счету этой компании великое множество изобретений в области акустики, прославивших ее имя. Фирма была образована в 40-х годах прошлого века, как раз в то время, когда появились первые разработки по усилительной технике.

Компанию основал Пол Клипш (Paul W. Klipsch), он же являлся и основным идеологом, и разработчиком на протяжении многих лет. Наверное, самые популярные и знаменитые акустические системы, когда либо выпускаемые Klipsch, — это модель Klipschorn. Они были первыми колонками, изобретенными Полом Клипшем, и, что самое главное, с успехом производятся по сей день — им уже более 60 лет! За все время модель не претерпела почти никаких изменений, а это говорит о том, что изначально ее конструкция была на редкость удачной. К тому же столь солидный срок свидетельствует о неспадающей популярности модели. Недавно была выпущена ограниченная юбилейная партия в 200 штук — 60th Anniversary Klipschorn.

По сравнению с современными колонками, Klipschorn вряд ли можно назвать стройными и миниатюрными. Но это никак не влияет на их популярность. Рупорным акустическим системам присуща эмоциональность звучания, которая отсутствует в традиционной акустике: включив их в звуковой тракт, можно почувствовать вовлеченность в атмосферу концертного зала.

В рупорном оформлении Klipschorn находятся высокочастотный и среднечастотный динамики, причем рупор здесь оригинальный, угловой — благодаря такой конструкции эту модель можно смело установить прямо в углу комнаты, не оставляя свободного пространства вокруг колонки.

К серии Heritage, куда входит Klipschorn, относятся еще две модели: La Scala II и Heresy III — более «молодые» по сравнению с Klipschorn. Первая выпускается, начиная с 1963 года, вторая — с 1957-го. И до сих пор конструкция этих колонок продолжает оставаться

К еще одному революционному достижению компании можно смело отнести семиканальный комплект для домашнего кинотеатра THX Ultra2 System. Так же, как и другие нестареющие модели Klipsch, он остается неизменным с 2004 года — от добра добра не ищут. Этот набор первым в мире получил сертификат соответствия лаборатории Джорджа Лукаса THX Ultra2, и, кстати, носит такое же название. В нем используются технологии, применяемые для создания профессионального акустического оборудования для кинотеатров, а сконструирован он по самым строгим требованиям, предъявляемым к настоящим кинотеатральным колонкам.

АКТИВНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

С ПОВЫШЕННОЙ ОТДАЧЕЙ НА НИЗКИХ ЧАСТОТАХ

Рождению этого описания предшетсвовал целый ряд расчетов, изготовлению опытных образцов, удачных и не очень. В конце концов родились именно эти размеры универсального корпуса активной акустической системы эконом класса, причем подходящей под БОЛЬШИНСТВО акустических головок. При постройке этой акустической системы не ставилось задачи достигнуть НАЙ-ЭНД класса, это должна быть акустическая система конкурентноспособная со средней ценовой катигорией эстрадного оборудования, надежная и ремонтнопригодная даже в "полевых" условиях.
При создании этой акустической системы ставилось четыре задачи:
Не сильно пожертвовать качеством звука
Не тратить много денег на постройку
Получить повышенную отдачу на низких частотах, поскольку акустическая система предназначалась для больших помещений и открытых пространств
Не "затачивать" корпус под определенный комплект динамических головок
Задачи эти были решены и перед Вами описание как самостоятельно изготовить акустическую систему, без использования каких либо дефицитных и дорогих компонентов.

Было опробовано несколько вариантов - закрытый корпус, корпуса с фазоинверторами, бандпасы и рупорные корпуса. Последние понравились больше всех, но ПРАВИЛЬНЫЙ рупорный корпус довольно трудоемок в расчетах и изготовлении. Поэтому решили составить некое среднеарифметическиое подобие рупора, поскольку практически для всех типов динамиков, закладываемых в расчеты четко прослеживалась одна тенденция - длина рупора порядка 3-х метров и рупор должен иметь более менее постоянное расширение плюс раструб на конце. Свернуть рупор можно по разному, например взять рупорную систему Хичкока а длина самого рупора зависит от желаемой резонансной частоты. Вычислить длину рупора можно по формуле L= 344 / F, где 344 скорость звука, F - частота резонанса. Поскольку динамическая головка обращена к слушателю необходимо получение сигнала на выходе рупора в противофазе, ведь возбудителем колебаний воздуха для рупора будет выступать тыльная сторона дифузора. Поэтому получившуюся длину рупора делят пополам, т.е. излучение звуковых волн получается сдвинутым по фазе относительно лицевой стороны дифузора ровно на 180 град.
По сути так и получилась ЗВУКОВАЯ БОЧКА - SOUND BARREL. Другими словами это довольно универсальный корпус практически под ЛЮБОЕ НЧ звено и выходная мощность зависит лишь от используемого усилителя мощности и динамиков.
Наиболее доступны и не сильно дороги акустические системы предназначенные для автомобиля, так называемая автомобильная акустика. Исходя из этого и был остановлен выбор на этой акустике. Был взят сабвуферный динамик на 400 Вт (нормальных Вт) и комплект из двух 13 см двухполосных динамических головок для воспроизведений СЧ-ВЧ диапазона. Сразу стоит оговориться - 2 по 40 Вт выбранных изначально для СЧ-ВЧ оказалось маловато и при подаче на собранный комплект 500 Вт (небольшая перегрузка для текстирования надежности). Оба динамика приказали долго жить. Поэтому для СЧ-ВЧ диапазона необходимо брать комплект мощностью не менее 60 Вт, а круглые диманические головки таких мощностей меньше 16 см не бывают.
Поэтому собственно окончательный комплек динамических головок для мощности 400 Вт выглядел так: НЧ головка - сабвуфер для открытых акустических систем диаметром 31 см мощностью 400 Вт максимальной долговременной и комплект из двух 16 см двухполосных динамических головок для СЧ-ВЧ мощностью 100 Вт максимальной кратковременной.
Однако тут следует заметить, что данное оформление акусической системы вполне пригодно и для меньших мощностей, что собственно и вызвало появление полностью готовых к установке модулей на 150 Вт, на 300 Вт и его м одифицированный вариант, на 550 Вт и стереофонического варианта по 150 Вт каждый канал. Модули содержат весь комплект необходимый устройств - импульсный источник питания, защиту АС от постоянного напряжения, некоторые снабжены так же индикаторами выходной мощности и защитой от перегрева, а так же системами плавного увеличения громкости в момент включения. Основаня разница для акустических систем различных мощностей заключается в используемых материалах - для мощности до 150-180 Вт используется ДСП толщиной 18 мм, для мощностей до 300 Вт - ДСП толщиной 22 мм или фанера толщиной 18 мм, для мощности до 600 Вт фанера толщиной 22 мм. Раскрой заготовок сделан таким образом, что толщина материала учитывается лишь при изготовлении задней стенки, остальные же размеры не меняются.
При выборе материала необходимо давать поправку на то, что в зависимости от года выпуска качество ДСП заметно отличается, поэтому для мощностей свыше 150 Вт настоятельно рекомедуем пройтись по родственикам и знакомым и поинтересоваться наличием старых шифоньеров, книжных шкафов и сервантов. У ДСП до 90 года выпуска плотность гораздо выше, оно трудней обрабатывается, поскольку используемые в то время клеящие компоненты были гораздо прочнее и опилочный материал сжимался гораздо сильнее. Если повезет, то можете наткнуться на совсем старый шифоньер с толщиной ДСП 22 мм. Это можно считать подарком судьбы, поскольку из такого материали делали даже колонки мощностью 800 Вт лишь установив внутри НЧ бокса распорочный крест. Можно дать объявление в местной газете о покупке старой мебели, в любом случае это будет значительно дешевле, чем купить новый, довольно рыхлый ДСП и значительно дешевле покупки фанеры.

Внешний вид акустической системы с повышенным КПД на низкой частоте. Справа без заденй стенки

Начинать следует с изготовления блока головок СЧ-ВЧ диапазона. Для это потребуется вырезать 4 детали, размеры которых приведены на рисунке 1. После этого из деталей 2-4 собирается П-образная конструкция при помощи саморезов3,5х45. Перед вкручиванием под каждый саморез необходимо просверлить отверстие сверлом диаметром 3 мм. Сверло необходимо удлиненное, т.е. чтобо получившееся отверстите было длинее самореза. Предварительное сверление отверстий под саморезы полностью исключает расслаивание материала во время вкручивания саморезов, а несколько меньший диаметр отверстий ни коим образом не снижает механическию прочность соединения. Перед тем как вкручивать саморезы места контактов ДСП между собой необходимо промазать монтажной пеной.

Пожалуй о пене стоит сказать несколько слов отдельно. Монтажная пена прежде всего хороша тем, что имеет очень хоршоие клеящие свойства. Кроме этого расширяясь во всех направлениях она полностью заполняет все имеющиеся пустоты и щели. Получить различнуюю плотность пены в застывшем состоянии тоже довольно просто - чем медленнее она будет выходить из балона тем меньше она увеличиться в размере и будет иметь гораздо большую плотность. И обратный эффект - чем сильнее наживать на выпускной клапан тем быстрее она будет выходить из балона, соответсвенно сильнее будет вспучиваться и увеличиваться в размерах. В добавок застывшая пена имеет неплохие механические покахатели и является не плохим звукопоглащающим материалом. Для большеей ясности введем три понятия о плотности - ПЛОТНАЯ , когда пена выпускается из балона с минимально возможной скоростью и больше напоминает сметану или крем для торта и увеличивается в размере едва заметно, СРЕДНЯЯ - когда пена выпускается из балона со средней скоростью, сразу начинает увеличиваться, РЫХЛАЯ - когда пена из балона выпускается с маскимальной скоростью, ее сразу становиться много и она туже начинает увеличиваться в размерах.

Но вернемся к сборке СЧ-ВЧ бокса. Детали 2 и 3 крепяться торцами к детали 4 четырьмя саморезами 3,5х45, места контакта деталей промазываются монтажной пеной плотного состава, затем к получившейся конструкции крепиться деталь 1 таким образом, что верхняя часть детали 1 совпадает по высоте с верхней частью детали 2. Места контактов так же промазываются монтажной пеной плотного состава.

Рисунок 1 Выкройки для изготовления СЧ-ВЧ боска активной акустической системы.

После этого, дав пене застыть и срезав выступившую пену с наружних швов, вырезаются отверстия в детали 1 под динамические головки и вентиляторы принудительного охлаждения. Система принудительного охлаждения выбрана исходя из экономических сображений - даже пара вентилятров получаются значительно дешевле, чем увеличение площади теплоотвода до необходимых размеров, тем более выходные мощности усилителя превышают 100 Вт. Для наглядности скажем, что одного радиатора от старого усилителя мощностью 50 Вт (Лорта), установленного на лист алюминия толщиной 5 мм и размером 300х150 мм вполне достаточно для усилителя SOUND BARREL 150 при наличии двух компьютерных вентиляторов диаметром 80 мм и потребелением 0,12 А (ток указывается на вентиляторе и определяет производительность вентилятора).
Диаметры отверстий под вентиляторы 80 мм, кстати сказать, иногда попадаются в продаже вентиляторы диаметром 90 мм и потребелением 0,24 А, вот эти идеально подойдут для усилителя SOUND BARREL 550. Так же бывают вентиляторы диаметром 80 мм с током потребления больше 0,12 А. Эти вентиляторы лучше использовать для усилителей SOUND BARREL 300, SOUND BARREL 300М и SOUND BARREL 2х150. Отверстия под динамические головки лучше вырезать по имеющимся шаблонам, которые ВСЕГДА нарисованы на упаковочных коробках автомобильных акустических систем.
В результате получается конструкция приведенная на рисунке 2.

Рисунок 2 Внешний вид СЧ-ВЧ бокса для активной акустической системы.

Несколько слов об изготовлении круглых отверстий. Способов довольно много, однако наиболее предпочительным является все же электролобзик. Отступив от края внуть разметочного круга примерно 10 мм сверлиться отверстие диаметром под пилку лобзика и начиная пропилисать по спирале пилка выводиться на разметку. Следует отметить, что для вырезания круглых отверстий имеются специальные пилки для электролобзиков. Отличить их можно даже по внешнему виду - у пилок для резки круглых заготовок с тыльной стороны имеются дополнительные мелкие зубцы , которые подрезая метериал не позволяют пилке идти на излом. Выпиливая же круглую деталь обычной пилкой форма получившегося отверстия имеет консусообразную форму, поскольку пилку при повороте выгибает.
После вырезания отверстий бокс необходимо протереть влажной тряпкой и тщательно удалить все опилки, поскольку при разментке установочно-крепежных отверстий динамических головок опилки могут попасть внуть акустической системы динамиков, что крайне не желательно. После разметки ВСЕХ требуемых отверстий для крепления динамиков и крепления усилителя с радиатором динамические гловки следует снова упаковать в целофан и упаковочную коробку и лишь после этого сверлить требуемые отверстия.
Теперь необходимо вырезать 4 детали, размеры которых приведены на рисунках 3 и 4. Они послужат для создания внутренней части рупора.

Рисунок 3 Верхняя, нижняя и технологическая заготовки для внутренней части рупора.

Рисунок 4 Несущая стенка и сборка внутренней части рупора

После сборки и получения заготовки, показанной на рисунке 4 справа (собирается так же как и бокс СЧ-ВЧ головок - саморезу 3,5х55 и в места контактов ДСП между собой плотная пена) заполнять показанный на рисунке участок пеной не стоит, пока не стоит - чуть позже. Деталь 8 устанавлиется примерно посередине.
Далее изготавливаются четыре заготовки, изображенные на рисунке 5. По сути они будут служить боковинами, верхеней и нижней частями корпуса активной акустической ситемы.

Рисунок 5 Боковины, верх и низ акустической ситемы

Затем производиться монтаж внутренней части рупора между боковинами. Главное услоиве при монтаже - деталь 5 должна находиться от края боковины ровно на ширину деталей 13 и 14, в данном случае это 100 мм. Сюорка производиться саморезами. Не забываем сверлить отверстия, причем для большей жесткости в материле через который саморез проходит насквозь отверстие лучше сверлить диаметром 4,2 мм, а вот куда саморез будет закручиваться только сверлом диаметром 3 мм. На рисунке 6 справа ВСЕ отверстия в детале 9 диаметром 4,2 мм, а в торцах заготовк 11, 12, 6, 5, 7, 16 ВСЕ отверстия диаметром 3 мм. Места контатка ДСП между собой промазываем плотной пеной.
После закрепления внутренней части рупора к боковинам активной акустической системы, установнки верхней детали 11 и ниженей детали 12, установив дополнительные накладки 16 и 17 приступают к сборке самого рупора. Для этого потребуются детали 13 и 14 (рисунок 6), а так же задняя стенка (рисунок 7).
После сборки внутренней части рупора и боковин, установки детали 15 угол между детелью 5 и деталью 6 заполняется пеной, причем начиная с точки соединения деталей 5 и 6 пена плотная, затем средняя и верхний слой из делается из рыхлой пены. Таким образом неоднородность пены полностью исключает резонансные эффекты "козырька" 6 и более плотно соединяет его с деталью 5.
Перед установкой детали 11 (верхняя крышка) получившуюся емкость между деталями 9, 15, 5 (рис 8) заполняютя на половину рыхлой пеной и только после этого устанавливают деталь 11. По мере увеличения своего объема пена либо полностью, либо почти полностью заполнит этот бокс.
Точно так же заполняется бокс, получившийся между деталями 7, 5 и 12 - с угла проливаются плотной пеной, второй слой - средней и верхний - максимально рыхлой. Получившиеся наплывы и неровности обрезать не следует, они достаточно гладкие и свистящих призвуков давать не будут, а вот неровности полностью исключать вероятность возникновения стоячих волн.

Рисунок 6 Перегородки рупора (13, 14) и дополнительные накладки (16,17), верхний раструб (17) и монтаж внутренней части рупора к боковинам.

Рисунок 7 Задняя стенка акустической ситемы.

Далее производиться установка деталей 13 и 14 с креплением, но перед этим необходимо торец верхенй части детали 13 и нижней части 14 скруглить (на рисунке они угловатые, а должны быть круглые. Этот для рупора хоть и не очень принципиально, но лучше все таки сделать. Сделать это можно специальным шлифовальным кругом для "болгарки" - на круг наклеенно много полосок наждачной бумаги, причем есть как с крупной наждачкой, так и с мелкой. Лучше взять с крупной - на больших оборотах, не сильно нажимая можно получить довольно гладкую поверхость скругления.
Детали 13 и 14 крепяться к детали 5 с помощью саморезов 3,5х55. Далее задняя крышка (рис 7) обматывается целофаном с таким расчетом, что целофан получился с внутренней стороны крышки и крышка крепиться к корпусу при помощи саморезов 3,5х55, но не полностью, а только верхняя и нижняя части корпуса. Как только все отверстия будут просверлены крышка снимается и углы поворов рупора заполняются плотной пеной первым слоем, затем средней пеной.
Сначала лучше залить нижнюю часть, углы между деталями 13-12-10, прикрепить заднюю крушку и дать пене застыть, затем корпус акустической системы переворачивают, снимают заднюю крышку и заполняют углы между деталями 9-11-14 и снова закрывают заднюю крышку. После застывания пены заднюю крышку снова нимают и удаляют с нее целован, который предохранял крышку от прилипания к пене, залитой в углы поворотов рупора. Застывшей пене при помощи канцелярского резака придают примерную форму четверть круга, т.е. обрезают излишки пены до получения вида на рисунке 8.
Далее следует просверлить в задней стенке отверстия под установку разъема линейного входа и разъема подключения к сети 220 и разъема провода линейного входа и сетевого провода. На рсинке 9 показан пример крепления провда линейного входа, ктороый должен иметь экранирующию оплетку и чем плотней, тем лучше.

Рисунок 8 Изготовление перегородок и скруглений рупора.

После этого следует закрепить заднюю стенку, промазав торцы соприкасающихся с ней деталей корпуса плотной пеной. И вот теперь задняя стенка закрепяеться полностью - по перимерту и к перегородкам рупора (рисунок 9, слева)
Далее либо из более плонтного ДСП, лидо из фанеры вырезается лист размером 410х430 мм, которая будет служить для крпеления низкочастотной динамической головки акустической системы. В середине электролобзиком вырезается круг по шаблону, имеющимся на упаковочной коробке динамической головки и сревляться установочные отверстия для саморезов.
После этого колонка собирается окончательно и все неровности и не состыковки деталей между собой задираются кругом с наждачной бумагой, установленным в болгарку. Так же следует просверлить в боковинах корпуса отверстия для крепления СЧ-ВЧ бокса. После этого бокс под СЧ-ВЧ и лист под НЧ головку извлекаются и корпус обклеивается акустической тканью, причем тканью обклеивается и внутреняя часть рупора, особое вниманеи следует оклейке боковин из нутри, поскольку именно этот материал будет служить изолятором звуковых колебаний внутри бокса.
После оклейки и высыхания акустической ткани на заднюю стенку бокса СЧ-ВЧ диапазона устанавливается блок усилителя мощности с источником питания, внутри бокса любым способок крепиться разделительный конденсатор примерно на 50 мкФ, причем желательно МБМ, но они сейчас довоьно редки, поэтому можно соеденить паралельно 10 штук конденсатров на 4,7 мкФ, либо 5 штук по 10 мкФ. Напряжение должно быть не менее 100 В.
На дне НЧ бокса любум способом крепиться разделительная индуктивность, намотанная на оправке диаметром 20 мм и содержащая слоя по 20 витков провода диатметром 1 мм для мощности 150 Вт, 1,5 мм для мощности до 300 Вт и 2 mm для мощности до 600 Вт. Провод лучше использовать в слюдяной или стекловолоконной изоляции. После намотки катушку необходимо "покрасить" эпоксидым клеем.

Рисунок 9 Окончательная сборка корпуса активной акустической системы.

Далее собирается принципиальная схема приведенная на рисунке 10. Перключатель режимов "КОМНАТА-УЛИЦА", индикатр выходной мощности, если таковой имееться и сетевой выключатель устанавливаются на любом листовом материале - стеклотекстолите, фанере, листе ДВП, пластмассе. Необходимо лишь жестко закрепить данную панель к боксу СЧ-ВЧ головок, чтобы при демонтаже этого бокса эти органы управления и индикации оставались подключенными к блоку усилителя и не загораживали более половины пполучившегося окна между раструбом рупора и боксом СЧ-ВЧ динамиков, поскоьку это затруднит циркуляцию воздуха и вызовет перегрев радиатора усилителя мощности..

Рисунок 10 Принципиальная схема акутивной акустической системы и примерный внешний вид.

Ну вот собственно и все - Вы самостоятельно собрали корпус рупорной активной акустической системы, мощность которой зависит лишь от используемого материала и установленного усилителя мощности.

ВСЕ ЧЕРТЕЖИ В ФОРМАТЕ SPL МОЖНО . ОТКРЫВАЮТСЯ ПРОГРАММОЙ SPLAN 6, КОТОРУЮ МОЖНО . ПРИ РАСПЕЧАТКЕ ЧЕРТЕЖЕЙ ИЗ ЭТОЙ ПРОГРАММЫ ПОЛУЧАЮТСЯ ЧЕРТЕЖИ В МАСШТАБЕ 1:10. Так что можно мерять линейкой и переносить на материал, в случает каких то непоняток с размерами.

ПРИМЕЧАНИЕ.
При установке вентиляторов непосредственно на радиаторы следует их встанавливать не параллельно радиатору, а используя шайбы, стойки и т.д. немного наклонить их в вертикальной плоскости, на 10...15°, таким образом, чтобы воздушный поток пройдя сквозь ребра радиатора уходил вверх. Таким образом возникнет циркуляция вохдуха внутри ситемы и нагрев воздуха будет исключен (рис 11).

Рисунок 11 - орентация вентилятора относительно радиатора усилителя мощности.

Нижние отверстия детали 1, предназначенные для установки вентиляторов, лучше делать не круглыми, а сделать одно прямоугольное высотой 80 мм и шириной 200...250 мм.

Если ни чего не понятно, то смотри

НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:

Корпусная акустика это фактически ящик с динамиками. Он может быть разного размера, формы, иметь любую внешнюю отделку - суть от этого не меняется. Установленные в нем динамики, своей внутренней стороной нагружены на некий объем, а наружной излучают в сторону слушателя.

Корпусная акустика имеет перед другими видами акустического оформления очевидные преимущества:

Цена... Ящик из дерева или МДФ недорого стоит, даже если он снаружи отделан экзотическим шпоном или рояльным лаком. Что очень нравится производителям колонок - продавая «ящичные» конструкции они получают неплохую прибыль.

Простота... Колонка фактически состоит из трех взаимосвязанных элементов: корпуса, динамических головок и разделительных фильтров.

Размеры... Они могут быть очень разными - от размеров коробки для обуви, до габаритов платяного шкафа. (В эпоху всеобщей экономии, потакая требованиям моды и всемирному стремлению к миниатюризации электроники, габариты акустики все уменьшаются и уменьшаются.)

Для того чтобы получить от колонок небольшого размера нормальный бас, инженеры акустики применяют множество ухищрений - это всевозможные лабиринты и фазоинверторы, тяжелые диффузоры динамиков, сверхжесткие корпуса и т.д. Все это, положа руку на сердце - качество звучания не улучшает.

Фирмы - таки добиваются относительно хорошего воспроизведения низких частот от колонок, имеющих скромные габариты. Потому что покупателями предпочтение нередко отдается колонкам небольшого размера.

Рупорные колонки

С рупорной акустикой все намного сложнее. Рупор это преобразователь - который согласует сопротивление излучения головки с сопротивлением воздушного пространства.

Его габариты жестко привязаны к нижней излучаемой частоте и никакими способами их уменьшать нельзя - иначе рупор просто не будет работать. Рупорные конструкции, предназначенные для воспроизведения, как голосового диапазона, так и баса имеют очень большие габариты. Длина рупора в них достигает 1 - 5 метров, а площадь выхода «раскрыв» 2 - 4 кв. метра.

Понятно, что колонки с такими размерами решится поставить в дом один из ста человек.

Для уменьшения габаритов рупорных колонок применяют несколько методов:

Сворачивая рупор в спираль, или «змею» можно уменьшить внешние габариты, сохранив необходимую длину и раскрыв.

Тело рупора выносят за габариты комнаты под пол, в потолок или другую комнату, оставляя в видимой зоне только его выходное отверстие.

Колонки делают комбинированными. Для воспроизведения низких частот в них устанавливается басовый модуль с обычной динамической головкой. Средние и высокие частоты (наиболее информативные для воспроизведения музыки) оставляются рупорными.

В последней конфигурации колонки получаются приемлемых для жилого помещения габаритов. Такие конструкции пользуются наибольшей популярностью среди любителей джаза, классической музыки и вокала. Несмотря на немного «оторванный бас» они обладают неповторимым рупорным звучанием.

(Рупор повышает КПД динамика в десятки раз. Это своеобразная «коробка передач», которая согласует высокооборотный мотор - «динамик» с требующими большого момента колесами - «воздушным пространством». Какой бы ни был мощный мотор у машины, если в ней нет коробки передач, автомобиль ездит очень плохо. Обычные колонки в виде ящика с динамиками это как раз - машина без коробки передач.)

Для питания рупорных колонок требуются маломощные усилители, у которых заведомо меньше искажения, чем у мощных. И самое главное - рупорные конструкции прекрасно согласуются с ламповыми усилителями, которые во всем мире считаются эталоном для воспроизведения музыки.

Идеальный комплект продвинутого меломана - это рупорные колонки с ламповым усилителем . Рупорная акустика это «высший пилотаж», «бугатти вейрон», «яйца фаберже», или что - то подобное. Увлеченные музыкой люди идут к ней годами.

Самые лучшие системы в мире с самым естественным звучанием - РУПОРНЫЕ...

Традиционные или рупорные... какие колонки выбрать?

Выбор сделать достаточно просто. Если нужно «закрыть позицию» - установить в гостиной или выделенном помещении домашний кинотеатр, собрать систему высокого качества приемлемых габаритов и при этом не особо заморачиваться с «энергетикой голоса Эллы Фиджеральд на концерте в Бостоне в 1968 году» - нужно ставить традиционную акустику.

Но если Вам требуется…

… Чтобы на голове зашевелились волосы от голоса Владимира Высоцкого…

… Друзья сказали, что «За свои 40 лет жизни они ничего подобного не слышали, и вообще не представляли - что Высоцкий должен петь именно - ТАК… », и потом долго молчали…

… По коже бежали мурашки от энергетики Раммштайн… от Шоу Маст Гоу Он - Фреди Меркури…

Вам нужна - РУПОРНАЯ акустика

(Рупора вырывают человека из повседневной жизни, дают ощущения сродни наркотическим. Они полностью растормаживают психику человека и позволяют донести до ушей именно ту энергетику голоса исполнителя - которая была задумана звукорежиссером изначально.)

P.S. К большому сожалению, звук в мире за последние 20 лет, с момента рождения видео деградирует - и быстрыми темпами. Индустрия «медиа» целенаправленно переключает внимание со звука на красивую картинку на экране. Уши от этого страдают, а люди не понимают, почему им дискомфортно в кафе, клубах, ресторанах и даже на концертах звезд.

Рупора для ушей - это «Мадонна» Леонардо да Винчи для глаз…

… Делайте выбор Господа.

Главная » Что выбрать » Рупорная акустика своими руками схемы. Акустическая система своими руками: выбор динамиков, акустического оформления, изготовление