Subwoofer DIY: do básico ao sofisticado. Subwoofer doméstico ativo faça você mesmo Chips para subwoofers padrão em carros

1. Sobre cálculos de computador
2. O que é isso e por quê?
3. Que tipo de alto-falante você precisa?
4. Estrutura do sistema
5. Decoração
6. Subwoofers automotivos
7. Não poderia ser mais simples
8. Também é simples
9. Poderosa 6ª ordem
10. 4ª ordem
11. Eletrônicos
12. Como calcular um subwoofer?

Neste artigo veremos como fazer um subwoofer com as próprias mãos, sem nos aprofundarmos na eletroacústica, sem recorrer a cálculos complexos e medições sutis, embora ainda tenhamos que fazer algumas coisas. “Sem dificuldades especiais” não significa “dar um tapa no tijolo, ir embora, vovó, mogarych”. Esses dias em computador de casa você pode simular sistemas acústicos (AS) muito complexos; Veja o final para um link para uma descrição deste processo. Mas trabalhar com um dispositivo acabado por capricho oferece algo que você não consegue ler ou visualizar - uma compreensão intuitiva da essência do processo. Na ciência e na tecnologia, raramente são feitas descobertas na ponta de uma caneta; Na maioria das vezes, um pesquisador, tendo adquirido experiência, começa a entender o que é o quê e só então procura matemática adequada para descrever o fenômeno e derivar fórmulas de engenharia de projeto. Muitas pessoas importantes relembraram suas primeiras experiências malsucedidas com humor e prazer. Alexander Bell, por exemplo, inicialmente tentou enrolar as bobinas de seu primeiro telefone com fio desencapado: ele, músico de formação, simplesmente ainda não sabia que o fio energizado precisava ser isolado. Mas Bell ainda inventou o telefone.

Sobre cálculos de computador

Não pense que o JBL SpeakerShop ou outro programa de cálculo acústico lhe dará a única opção possível e mais correta. Os programas de computador são escritos usando algoritmos comprovados e estabelecidos, mas soluções não triviais são impossíveis apenas em teologia. “Todo mundo sabe que você não pode fazer isso. Há um tolo que não sabe disso. É ele quem faz a invenção."- Thomas Alva Edison.

O SpeakerShop apareceu há pouco tempo, este aplicativo foi desenvolvido de forma muito completa e o fato de ser usado de forma muito ativa é uma vantagem absoluta tanto para desenvolvedores quanto para amadores. Mas, em alguns aspectos, a situação atual com ele é semelhante à história dos primeiros photoshops. Quem mais usou o Windows 3.11, lembra? - naquela época eles enlouqueciam com o processamento de imagens. E então descobriu-se que para tirar uma boa foto você ainda precisa saber tirar fotos.

O que é isso e por quê?

Um subwoofer (simplesmente um sub) em sua tradução literal parece engraçado: uma rebarba. Na realidade, este é um alto-falante de graves (baixa frequência, woofer) que reproduz frequências abaixo de aprox. 150 Hz, em um design acústico especial, uma caixa (caixa) de um dispositivo bastante complexo. Os subwoofers também são usados ​​​​na vida cotidiana, em alto-falantes de chão de alta qualidade e em alto-falantes de mesa baratos, embutidos e em carros, veja a fig. Se você conseguir fazer um subwoofer que reproduza os graves corretamente, poderá usar qualquer alto-falante com segurança, porque A reprodução LF é talvez a mais gorda das baleias sobre a qual se baseia toda a eletroacústica.

É muito mais difícil fazer uma seção compacta de baixa frequência do sistema de alto-falantes do que as partes média e alta frequência (média e alta frequência), em primeiro lugar, devido a um curto-circuito acústico, quando as ondas sonoras do as superfícies radiantes frontal e traseira do alto-falante (cabeça do alto-falante, GG) se cancelam: os comprimentos das ondas LF são metros e, sem o design acústico adequado do GG, nada impede que convirjam imediatamente em antifase. Em segundo lugar, o espectro de distorção sonora nas baixas frequências estende-se até à melhor região audível dos médios. Em essência, qualquer alto-falante de banda larga possui uma seção de baixa frequência na qual são integrados emissores de médios e de alta frequência. Mas do ponto de vista da ergonomia, um requisito adicional é imposto ao subwoofer: um subwoofer para uso doméstico deve ser o mais compacto possível.

Observação: Todos os tipos de design acústico do LF GG podem ser divididos em 2 grandes classes - alguns amortecem a radiação da parte traseira do alto-falante, o segundo inverte a fase em 180 graus (gira a fase) e a irradia novamente pela frente. Um subwoofer, dependendo das propriedades do GG (veja abaixo) e do tipo necessário de sua resposta amplitude-frequência (AFC), pode ser construído de acordo com um circuito de uma classe ou de outra.

As pessoas conseguem distinguir muito mal a direção dos sons abaixo de 150 Hz, então, em uma sala de estar comum, um subwoofer pode ser colocado basicamente em qualquer lugar. Os alto-falantes MF-HF (satélites) de acústica com subwoofer são muito compactos; sua localização na sala pode ser selecionada de maneira ideal para a sala em questão. As habitações modernas, para dizer o mínimo, não são diferentes em termos de espaço extra e boa acústica, e nem sempre é possível “enfiar” pelo menos alguns bons alto-falantes de banda larga nelas corretamente. Portanto, fazer você mesmo um subwoofer permite que você não apenas economize uma quantia muito significativa de dinheiro, mas também obtenha um som claro e verdadeiro neste Khrushchev, Brezhnevka ou no novo edifício moderno. Um subwoofer é especialmente eficaz em sistemas de som surround completos, porque... colocar de 5 a 7 colunas em uma página inteira é demais, mesmo para os usuários mais sofisticados.

Baixo

Reproduzir graves não é apenas tecnicamente difícil. A região geralmente estreita de baixa frequência de todo o espectro das ondas sonoras é heterogênea em seu efeito psicofisiológico e está dividida em 3 regiões. Para escolher o alto-falante de baixo certo e fazer uma caixa de subwoofer com suas próprias mãos, você precisa conhecer seus limites e significado:

• Graves superiores (UpperBass) – 80-(150…200) Hz.
• Baixo médio ou médio (MidBass) – 40-80 Hz.
• Graves profundos ou subgraves (SubBass) – abaixo de 40 Hz.

Principal

Meio

Para midbass, a principal tarefa ao criar um subwoofer é garantir a maior saída GG, um determinado formato de resposta de frequência e sua máxima uniformidade (suavidade) no volume mínimo da caixa. A resposta de frequência, que é quase retangular em frequências mais baixas, fornece graves potentes, mas nítidos; Resposta de frequência caindo uniformemente - limpa e transparente, mas mais fraca. A escolha de um ou de outro depende da natureza do que você está ouvindo: os roqueiros precisam de um som “mais raivoso”, enquanto a música clássica precisa de um som mais suave. Em ambos os casos, grandes quedas e picos na resposta de frequência prejudicam a percepção subjetiva com parâmetros técnicos sonoros formalmente idênticos.

Profundidade

FI

Observação: um radiador passivo (PI) é equivalente em todos os aspectos - em vez de um tubo com porta, um alto-falante de graves é instalado sem sistema magnético e com peso em vez de bobina. Não existem métodos “sem ajuste” para calcular o PI, razão pela qual o PI é uma rara exceção na produção industrial. Se você tiver um alto-falante de graves queimado, você pode experimentar - o ajuste é feito alterando o peso da carga. Mas lembre-se que é melhor não fazer um PI ativo pelo mesmo motivo que uma caixa fechada.

Sobre fendas profundas

A acústica com fendas profundas (itens 4, 6, 8-10) às vezes é identificada com FI, às vezes com labirinto, mas na verdade este é um tipo independente de projeto acústico. Existem muitas vantagens em uma fenda profunda:

O slot profundo tem apenas uma desvantagem, e apenas para iniciantes: não é ajustável após a montagem. À medida que for feito, ele cantará.

Sobre antiacústica

Passa-bandas

BandPass significa band pass, que é o nome dado aos alto-falantes sem radiação direta de som para o espaço. Isso significa que os alto-falantes passa-banda não emitem médios devido à sua filtragem acústica interna: o alto-falante é colocado em uma divisória entre cavidades ressonantes que se comunicam com a atmosfera através de portas de tubos ou fendas profundas. Bandpass é um design acústico específico para subwoofers e não é usado para alto-falantes completamente separados.

As passagens de banda são divididas por ordem de grandeza, e a ordem de uma passagem de banda é igual ao número de suas próprias frequências ressonantes. GGs de alta qualidade são colocados em passa-faixas de 4ª ordem, onde é fácil organizar o amortecimento acústico (posição 5); qualidade baixa e média - em passa-banda de 6ª ordem. Ao contrário da crença popular, não há diferença perceptível na qualidade do som entre os dois: já na 4ª ordem a resposta de frequência em baixas frequências é suavizada para 2 dB ou menos. A diferença entre eles para um amador está principalmente na dificuldade de configuração: para ajustar com precisão o 4º passa-banda (veja abaixo), você terá que mover a partição. Já os passa-banda de 8ª ordem obtêm mais 2 frequências ressonantes devido à interação acústica dos mesmos 2 ressonadores. Portanto, os passa-bandas de 8ª ordem são às vezes chamados de passa-bandas de classe B de 6ª ordem.

Observação: A resposta de frequência idealizada em baixas frequências para alguns tipos de projeto acústico é mostrada na Fig. vermelho. A linha pontilhada verde mostra a resposta de frequência ideal do ponto de vista da psicofisiologia da audição. Percebe-se que ainda há bastante trabalho em eletroacústica.

Características de amplitude-frequência do mesmo cabeçote de alto-falante em diferentes designs acústicos

Subwoofers automotivos

Os subwoofers dos automóveis são normalmente colocados no compartimento de carga, ou sob o banco do condutor, ou atrás das costas do banco traseiro, pos. 1-3 na Fig. No primeiro caso, a caixa ocupa volume útil, no segundo, o sub funciona em condições difíceis e pode ser danificado pelos pés, no terceiro, nem todo passageiro conseguirá tolerar graves potentes bem perto dos ouvidos.

Recentemente, os subwoofers automotivos são cada vez mais feitos do tipo stealth, embutidos no nicho do para-lama traseiro, pos. 4 e 5. A potência de sub-graves suficiente é obtida usando alto-falantes automáticos especiais com diâmetro de 12” com difusor rígido, pouco suscetível ao efeito de membrana, pos. 5. Como fazer um subwoofer para um carro moldando um nicho de asa, veja a seguir. vídeo.

Vídeo: Subwoofer furtivo DIY para carro

Não poderia ser mais simples

Um subwoofer muito simples que não requer um amplificador de graves separado pode ser feito usando um circuito com emissores de som independentes (IS), veja a fig. Na verdade, estes são GGs LF de dois canais colocados em um invólucro longo comum instalado horizontalmente. Se o comprimento da caixa for comparável à distância entre os satélites ou à largura da tela da TV, o “desfoque” do aparelho de som será quase imperceptível. Se a escuta for acompanhada de visualização, é completamente imperceptível devido à correção visual involuntária da localização das fontes sonoras.

Usando o esquema com FMs independentes, você pode fazer um excelente subwoofer para um computador: uma caixa com alto-falantes é colocada no canto superior, sob a bancada. A cavidade abaixo é um ressonador sintonizado em uma frequência muito baixa, e um sub-grave inesperadamente bom sai da pequena caixa.

O FI para um subwoofer com FIs independentes pode ser calculado na loja de alto-falantes. Neste caso, o volume equivalente Vts é considerado duas vezes maior que o medido, a frequência de ressonância Fs é 1,4 vezes menor e o fator de qualidade total Qts é 1,4 vezes maior. O material da caixa, como abaixo, é MDF a partir de 18 mm; para potência do subwoofer de 50 W – de 24 mm. Mas é melhor colocar os alto-falantes em uma caixa fechada, neste caso isso pode ser feito sem cálculo: o comprimento interno é medido no local de instalação, variando de 0,5 m (para computador) a 1,5 m (para um grande TELEVISÃO). A seção transversal interna da caixa é determinada com base no diâmetro do cone do alto-falante:

• 6” (155mm) – 200x200mm.
• 8” (205mm) – 250x250mm.
• 10” (255mm) – 300x300mm.
• 12” (305mm) – 350x350mm.

Na pior das hipóteses (um sub de computador embaixo da mesa com alto-falantes de 6”), o volume da caixa será de 20 litros, e o equivalente com enchimento será de 33-34 litros. Com uma potência UMZCH de até 25-30 W por canal, isso é suficiente para obter médios decentes.

Filtros

Neste caso, é melhor usar filtros LC do tipo K. Eles requerem mais bobinas, mas em condições amadoras isso não é essencial. Os filtros K têm baixa atenuação na banda de parada, 6 dB/oitava por enlace ou 3 dB/oitava por meio enlace, mas possuem uma resposta de fase absolutamente linear. Além disso, ao operar a partir de uma fonte de tensão (que, com grande precisão, é o UMZCH), o filtro K é pouco sensível a mudanças na impedância de carga.

Na posição. 1 foto. São fornecidos diagramas de seções do filtro K e fórmulas de cálculo para elas. R para o GG de baixa frequência é considerado igual à sua impedância Z na frequência de corte do filtro passa-baixa de 150 Hz, e para o filtro passa-alta igual à impedância do satélite z na frequência de corte do filtro passa-alta de 185 Hz (fórmula na posição 6). Z e z são determinados de acordo com o diagrama e a fórmula da Fig. acima (com diagramas de medição). Os diagramas de trabalho dos filtros são fornecidos na pos. 2. Se você preferir comprar capacitores adicionais em vez de bobinas eólicas, exatamente os mesmos parâmetros podem ser feitos a partir de links P e meio links.

Dados e circuitos para fazer filtros para um subwoofer simples com emissores independentes

A atenuação do filtro passa-baixa na banda de parada é de 18 dB/oitava, e a atenuação do filtro passa-alta é de 24 dB/oitava. Esta proporção francamente não trivial é justificada pelo fato de que os satélites são descarregados das baixas frequências e fornecem um som mais limpo, e o restante das baixas frequências refletidas no filtro passa-altas são enviadas para os alto-falantes de baixa frequência e fazem os graves mais profundos.

Os dados para cálculo das bobinas do filtro são fornecidos na pos. 3. Eles precisam ser posicionados perpendicularmente entre si porque os filtros K operam sem acoplamento magnético entre as bobinas. No cálculo, são especificadas as dimensões da bobina e o número de voltas é determinado a partir da indutância encontrada na ordem de cálculo do filtro. Em seguida, por meio do coeficiente de assentamento, encontra-se o diâmetro do fio na isolação, que deve ser de no mínimo 0,7 mm. Acontece menos - aumente o tamanho da bobina e recalcule.

Configurações

A configuração deste subwoofer se resume a equalizar os volumes dos alto-falantes graves e satélite, respectivamente. frequências de corte. Para isso, primeiro prepare a sala para medições acústicas, conforme descrito acima, e um testador com ponte e transformador. Em seguida, você precisará de um microfone condensador. Para um de computador, você terá que fazer algum tipo de amplificador de microfone (MCA) com polarização aplicada à cápsula, pois uma placa de som normal não pode receber simultaneamente um sinal e emular um gerador de frequência, pos. 4. Se você encontrar um microfone condensador com MUS embutido, mesmo um MKE-101 antigo, ótimo, sua saída é conectada diretamente ao enrolamento primário (menor) do transformador. O procedimento de medição é simples:

1. O microfone é fixado em frente ao centro geométrico dos satélites a uma distância horizontal de 1-1,5 m.
2. Desconecte o subwoofer do UMZCH e aplique um sinal de 185 Hz.
3. Registre as leituras do voltímetro.
4. Sem alterar nada na sala, eles desligam os satélites e conectam o sub.
5. Um sinal de 150 Hz é fornecido ao UMZCH e as leituras do testador são registradas.

Agora você precisa calcular os resistores de equalização. Os volumes são equalizados silenciando os links mais altos em um circuito série-paralelo (item 5), porque é necessário manter os valores de Z e z encontrados anteriormente no módulo inalterado. As fórmulas de cálculo para resistores são fornecidas na pos. 6. Potência Rg – não inferior a 0,03 da potência do UMZCH; Rd – qualquer um de 0,5 W.

Também é simples

Outra opção para um subwoofer simples, mas real, é com um gerador de baixa frequência emparelhado. Emparelhar woofers é muito método eficaz melhorar a qualidade do seu som. O design de um subwoofer baseado em um par de antigos 10GD-30 é mostrado na Fig. abaixo.

O design é muito perfeito, passa banda de 6ª ordem. Amplificador de baixo - TDA1562. Você também pode usar outros GGs de alta qualidade com um curso de difusor relativamente pequeno; então, talvez seja necessário fazer ajustes selecionando o comprimento dos tubos. É produzido em frequências de controle de 63 e 100 Hz. maneira (as frequências de controle não são ressonantes do sistema acústico!):

• Prepare a sala, o microfone e o equipamento conforme descrito acima.
• 63 e 100 Hz são fornecidos alternadamente ao UMZCH.
• Altere o comprimento dos tubos, conseguindo uma diferença nas leituras do voltímetro não superior a 3 dB (1,4 vezes). Para gourmets - não mais que 2 dB (1,26 vezes).

A afinação dos ressonadores é interdependente, portanto os tubos precisam ser movimentados de acordo com: puxar o curto, empurrar o longo na mesma proporção, proporcionalmente ao seu comprimento original. Caso contrário, você pode perturbar completamente o sistema: o pico da configuração ideal na 6ª passagem de banda é muito acentuado.

1. Uma queda entre 63 e 100 Hz – a partição precisa ser movida em direção ao ressonador maior.
2. Quedas em ambos os lados de 100 Hz - a partição é deslocada em direção ao ressonador menor.
3. O burst está mais próximo de 63 Hz - você precisa aumentar o diâmetro do tubo longo em 5-10%
4. Um burst próximo de 100 Hz é o mesmo, mas para um tubo curto.

Após qualquer procedimento de ajuste, o subwoofer é reconfigurado. Para sua comodidade, a montagem completa com cola não é feita a princípio: a divisória é bem untada com plasticina e uma das paredes laterais é colada com fita dupla-face. Certifique-se de que não haja lacunas!

Tubos para ressonadores

Cotovelos prontos para acústica são vendidos em lojas de música e rádio. Você pode fazer um tubo acústico telescópico com suas próprias mãos a partir de restos de tubos de plástico ou papelão. Em ambos os casos, na boca interna, é necessário colar firmemente 2 pedaços de linha de pesca: um com tensão, o outro com um laço saliente para fora, ver fig. na direita. Se o tubo precisar ser afastado, pressione a linha estreita com um lápis, etc. Se você encurtá-lo, puxe o laço. Ajustar um ressonador com um tubo é assim acelerado muitas vezes.

Poderosa 6ª ordem

Os desenhos do passa-faixa de 6ª ordem para 12” GG são mostrados na Fig. Este já é um design sólido de chão com potência de até 100 W. Está configurado como o anterior.

Desenhos de um subwoofer passa-banda de 6ª ordem com menos de 12 anos? palestrante

4ª ordem

De repente você tem à sua disposição um GG de 12” de alta qualidade, nele você pode fazer um passa-faixa de 4ª ordem da mesma qualidade, porém mais compacto, veja a fig; dimensões em cm. Porém, a montagem será muito mais difícil, pois Em vez de manipular o tubo de um ressonador maior, você terá que mover imediatamente a partição.

Passa-banda do subwoofer de 6ª ordem para menores de 12 anos? palestrante

Eletrônicos

O UMZF baixo para um subwoofer está sujeito ao mesmo requisito que os filtros, o requisito de completa linearidade da resposta de fase. É satisfeito por UMZCHs feitos usando um circuito de ponte, o que também reduz em uma ordem de grandeza as distorções não lineares de UMZCHs integrais com uma saída não complementar. UMZCH para um subwoofer com potência de até 30 W pode ser montado conforme diagrama na pos. 1 arroz; 60 watts de acordo com o circuito na pos. 2. É conveniente fazer um subwoofer ativo em um único chip de um UMZCH TDA7385 de 4 canais: alguns canais são enviados aos satélites e os outros dois são conectados através de um circuito de ponte ao sub, ou, se for possui amplificadores independentes, eles são enviados para os woofers. O TDA7385 também é conveniente porque todos os 4 canais possuem entradas comuns para as funções St-By e Mute.

De acordo com o diagrama na pos. 3 é um bom filtro ativo para um subwoofer. O ganho de seu amplificador de normalização é regulado por um resistor variável de 100 kOhm em uma ampla faixa, portanto, na maioria dos casos, o procedimento bastante tedioso de equalização dos volumes do subwoofer e dos satélites é eliminado. Os satélites nesta versão são ligados sem filtro passa-alta, e potenciômetros predefinidos de volume com slots para uma chave de fenda são integrados aos amplificadores de frequência média-alta.

Você pode querer projetar um slot sub do zero, em vez de mexer na reconfiguração de protótipos de subwoofers para caber no seu alto-falante. Neste caso, siga o link: http://cxem.net/sound/dinamics/dinamic98.php. O autor, devemos dar-lhe o devido valor, foi capaz de explicar em um nível “para manequins” como calcular e fazer um subwoofer de alta qualidade usando software moderno. No entanto, em grande parte existem alguns erros, por isso, ao estudar a fonte, tenha em mente:

E ainda…

Fazer você mesmo um subwoofer é uma tarefa fascinante, útil para o desenvolvimento de inteligência e habilidade e, além disso, um bom alto-falante de baixo custa uma vez e meia menos que um par de classe inferior. No entanto, durante as audições de controle, tanto especialistas experientes quanto ouvintes casuais “da rua”, ceteris paribus, preferem claramente sistemas de som com separação total de canais. Então, primeiro pense nisso: você ainda não terá que lidar com algumas colunas separadas em suas mãos e em sua carteira?

Um amplificador subwoofer é uma parte essencial de um bom sistema de alto-falantes. Sem ele, é impossível conseguir a reprodução normal de baixas frequências. Porém, não é necessário comprar este aparelho: se você tiver conhecimentos suficientes de eletrônica, poderá fazê-lo sozinho.

Como o som é reproduzido - e por que você precisa de um subwoofer com amplificador?

Primeiro, você deve se lembrar por que precisa de um amplificador para um subwoofer. O próprio subwoofer é um elemento acústico separado (ou, mais simplesmente, um alto-falante) projetado para reproduzir baixas frequências. Não é uma parte necessária: alto-falantes bons e grandes são capazes de reproduzir sozinhos sons com frequência de 20 a 120 Hz. No entanto, esses alto-falantes têm duas desvantagens inevitáveis:

1. Dimensões. Você não pode discutir com a física banal: quanto menor a frequência, maior deve ser a área do elemento emissor de som. A propósito, é por isso que o gerador de ultrassom pode ser projetado na forma de um chaveiro, mas para o infra-som você precisará de um dispositivo às vezes com vários metros de tamanho. Se estamos falando de acústica de carro, geralmente não há lugar para colocar dois desses alto-falantes (para som estéreo) na cabine.
2. Preço. Bons alto-falantes que reproduzem todas as frequências de maneira ideal custam muito e nem todos podem pagar.

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A melhor solução aqui é separar as baixas frequências em um elemento separado que pode ser colocado em qualquer lugar. A fisiologia da audição humana é tal que os sons de um subwoofer não são gravados na direção e o som estéreo não será perturbado.

Os próprios subwoofers são divididos em dois tipos:

• passivo, alimentado pelas saídas de áudio do sistema, como alto-falantes normais;
• ativos, equipados com amplificador próprio, onde o sistema de reprodução só precisa enviar um sinal – e a energia para “acionar” o difusor virá de uma fonte separada.

O primeiro tipo é bom porque não requer dispositivos adicionais - no entanto, um enorme difusor de baixa frequência “consome” uma boa quantidade de energia. Como resultado, ou os graves não são reproduzidos corretamente ou as altas frequências começam a “falhar” e a soar sujas. É por isso que, para obter um som de alta qualidade, é melhor usar subwoofers ativos com amplificador.

Tipos de amplificadores adequados para instalação em um carro

Na prática, um amplificador para um subwoofer em um carro pode ser de um dos seguintes tipos:

• Mono – alimenta um alto-falante, ou seja, apenas o próprio subwoofer. Os demais alto-falantes se contentam com o sinal da saída de áudio do rádio.
• Dois canais - a energia vai para dois alto-falantes normais e um subwoofer.
• Quatro canais – fornece dois alto-falantes de baixa frequência e quatro regulares.

Sistemas mais complexos projetados para um grande número de elementos sonoros, como um carro
Amplificadores de potência de subwoofer são impraticáveis ​​e quase nunca usados.

Além disso, você pode selecionar a potência do amplificador do subwoofer. Em relação à potência do próprio subwoofer (RMS), eles são divididos nos seguintes tipos:

1. Menos poder. Não recomendado porque não permitirá o aproveitamento total da acústica.
2. RMS iguais. Seguro para um submarino, mas não para um carro. O fato é que a tensão de uma rede normal de bordo com saídas de 12 volts pode mudar. Se alguns outros aparelhos elétricos forem ligados enquanto o amplificador estiver funcionando, o sistema entrará facilmente no clipe. Este termo refere-se a uma situação em que eles estão tentando obter mais tensão do amplificador do que a disponível no sistema de potência. Um sinal cortado é a morte rápida de um alto-falante.
3. Excedendo RMS. Existem armadilhas aqui: se você ouvir constantemente música “pesada” com abundância de baixas frequências em volume alto, esse amplificador também queimará o subwoofer. No entanto, se usada com cuidado, esta opção ainda é a mais segura.

É possível fazer um amplificador simples para um subwoofer com as próprias mãos?

Normalmente, um amplificador de som para um subwoofer é adquirido em lojas especializadas. No entanto, isso é totalmente opcional. Tendo certos conhecimentos em engenharia elétrica e habilidades para trabalhar com ferro de soldar, você mesmo pode montar quase qualquer estrutura. Com a disponibilidade moderna de microcircuitos e transistores, não é difícil adquirir peças.

Para fazer um amplificador subwoofer com suas próprias mãos, você precisará de:

• lasca;
• resistores;
• capacitores;
• transistores.

Dependendo do circuito utilizado, podem ser necessários elementos adicionais (por exemplo, um transformador pronto ou feito em casa), mas essas peças devem ser suficientes para um simples amplificador de subwoofer.

Circuito amplificador de carro de 12 volts

Para montar um amplificador, você deve primeiro decidir o circuito para ele. Existem várias opções aqui:

A opção mais simples baseada no chip TDA1562. Suas vantagens:

• facilidade de instalação;
• Baixo consumo de energia.

A desvantagem do circuito é que você não pode obter mais de 50 watts de potência dele.

Um circuito amplificador mais complexo para um subwoofer é uma variante baseada no TDA7294. Inclui um conversor de subwoofer e um filtro passa-baixa montado em uma placa de circuito impresso comum.

Por fim, aqui está um circuito que permite montar um amplificador para um subwoofer de 1000W baseado no TDA2500. Dois canais de aproximadamente um quilowatt cada. No entanto, esta opção é recomendada para uso apenas em casos extremos: para usar um amplificador tão potente para um subwoofer, você terá que resolver adicionalmente problemas de energia.

Finalmente, um amplificador subwoofer de 800 W um pouco mais simples. Aqui está o diagrama da fonte de alimentação:

Como montar um amplificador?

Para confiabilidade e compacidade de montagem, a instalação deve ser feita em placa de circuito impresso. Para fazer isso você precisará de:

• Computador.
• Programa “Sprint-layout” (ou similar) para cálculo e desenho de placas.
• Impressora a laser.
• Textolite revestido com folha.
• Solução de cloreto férrico.

A sequência de ações aqui será a seguinte:

1. O programa cria um diagrama de placa.
2. A placa é impressa em impressora a laser. É altamente recomendável usar papel fotográfico e cartuchos de marca - os recarregados podem ter densidade de toner muito baixa. Deve ser algo assim:

1. O padrão resultante é cuidadosamente recortado ao longo do contorno e aplicado a uma placa textolite. Antes disso, a peça deve ser lixada com lixa fina (para remover óxidos) e desengordurada com acetona. Em seguida, o pedaço de papel colocado com o desenho é passado com ferro quente. Esta é a operação mais importante, disso depende a qualidade da placa. Se feito corretamente, você obterá um espaço em branco com um padrão de fiação aplicado com toner. A temperatura deve ser ajustada no máximo para que o toner derreta novamente e grude na folha.
2. A peça de trabalho, que esfriou após o engomar, é embebida em água, após o que o papel encharcado é removido com cuidado.
3. O desenho é verificado. Se alguns elementos não estiverem impressos, você poderá completá-los com um marcador permanente. No entanto, não abuse: o marcador não é tão confiável quanto o toner.
4. A peça é então gravada em cloreto férrico. O resultado é um PCB puro com cobre preservado apenas onde foi protegido por uma camada de toner ou marcador.

Na placa resultante já é possível montar um microcircuito e outras peças de acordo com o desenho escolhido. Mas antes disso você precisa decidir sobre sua dieta. Aqui novamente você precisará de um computador e de um programa para cálculo de transformadores: é necessário converter os 12 V de bordo para pelo menos 80. Após o cálculo, o enrolamento é montado no núcleo com isolamento de cada camada. Uma excelente opção para um subwoofer automotivo caseiro é usar transformadores antigos de uma TV com o correspondente recálculo do enrolamento.

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Por último, um filtro passa-baixa é instalado. Sem ele, os sinais de alta frequência irão para o sub - e então o próprio uso do subwoofer será inútil. O filtro é montado da mesma forma que o resto do amplificador, e depois disso você pode prosseguir com os testes na rede on-board e no rádio.

Importante: ao testar um amplificador, você deve conectá-lo somente através de resistores e lâmpada incandescente! Caso contrário, existe o risco de queimar as peças antes da estrutura estar pronta.

Instalando o amplificador no gabinete e usando fios

Assim que a parte eletrônica estiver pronta, você precisará pensar na caixa e nos fios de alimentação e sinais. Existem muitas opções aqui, dependendo dos materiais disponíveis. Em particular, você pode usar:

• Madeira compensada;
• perfil de alumínio;
• Placa de fibra, etc.

Separadamente, é preciso cuidar dos fios. Eles devem ser bem isolados para evitar interferências eletromagnéticas e distorções de sinal.

Neste artigo falaremos sobre um subwoofer baseado no conhecido e difundido alto-falante 75GDN.

Cabeça dinâmica

Então, quase consegui um cabeçote dinâmico 75GDN de graça, embora não esteja em muito bom estado e com aparência ruim, todo o alto-falante estava coberto de pólvora, a tampa à prova de poeira foi cortada de papelão e não muito uniformemente.

Eu tinha experiência em consertar alto-falantes, então simplesmente não poderia deixá-lo nessas condições, então decidi fazer um pequeno upgrade.
Então desmontei o alto-falante. Não vou descrever todos os detalhes desse processo, ele é feito com solvente, ferramentas improvisadas, como chave de fenda, pinça e mãos retas.

Na cesta do alto-falante, por melhor resfriamento bobinas, foram feitos 8 furos com diâmetro de 8mm. Em seguida, o cesto foi lixado, os locais onde foram coladas a arruela de centralização e a suspensão foram selados com fita isolante e pintados. Clipes banhados a ouro também foram fornecidos.

O cone do alto-falante foi limpo de poeira e resíduos de cola, lixado e uma nova tampa plana de proteção de campo (cortada de papelão) foi colada. Depois disso, a cabeça foi remontada. O cone do alto-falante foi coberto com uma camada de cola PVA e também pintado. Um adesivo decorativo para a tampa foi feito com filme adesivo colorido.

O alto-falante está pronto, você pode começar a fazer a caixa.
Caixa do subwoofer

O corpo é feito de aglomerado laminado para móveis com 16 mm de espessura. Existem duas partições de reforço no interior. As paredes laterais são rebaixadas para melhorar aparência e a conveniência de puxar o subwoofer. A parede frontal é espessada, com 32 mm de espessura, colada a partir de duas placas de aglomerado. Há também um orifício na frente onde é colocado o quadro indicador, e também um recesso para encaixe do cabeçote. As paredes da caixa são conectadas entre si com parafusos e coladas com cola PVA, e também há madeira 20x20mm em todo o perímetro interno. Um compartimento adicional separado é feito na parede lateral onde o amplificador está localizado. O volume líquido é de cerca de 40 litros.

O interior do sub é revestido com espuma de borracha de média densidade com 10 mm de espessura. É melhor ajustar o reflexo de graves de ouvido, pois os parâmetros TC dos alto-falantes podem ser diferentes. Seu diâmetro interno é de 70 mm, o comprimento da porta pode variar de 18 a 25 cm com ajuste de frequência de 30 a 40 Hz.

Em princípio, a caixa revelou-se bastante resistente e sólida, embora possa valer a pena tornar as paredes laterais um pouco mais grossas, por exemplo 18 mm.
A parte superior do submarino é coberta com carpete preto.

Eletrônicos

Amplificador

O circuito amplificador é mostrado abaixo

Você pode ler sobre o funcionamento do circuito no artigo “Monobloco amplificador de carro” ou diretamente no artigo do autor do circuito na revista “Rádio”. A única coisa que mudou foi a placa de circuito. O amplificador não necessita de nenhum ajuste, tudo funciona desde a primeira ligação.

Conversor de tensão e estabilizador

O conversor de tensão e o circuito estabilizador também permaneceram inalterados. A única coisa que mudou foram as placas de circuito e outro regulador de tensão de 15V foi adicionado para alimentar o indicador de potência de saída. O conversor e o estabilizador são montados em duas placas medindo 160x85mm e 45x50mm, respectivamente.

Também não vou me aprofundar no funcionamento do circuito, porém, pela experiência do artigo anterior, voltarei a falar sobre o enrolamento do transformador, pois devido à falta de fotos surgiram muitas dúvidas.

O transformador é enrolado em um anel de ferrite com dimensões 40x25x11. Primeiro, todas as bordas afiadas do anel são arredondadas com uma lima e enroladas com fita adesiva.

O enrolamento primário é enrolado com 5 fios de fio de 0,8-0,9 mm e contém 2x6 voltas. A primeira metade do enrolamento é enrolada primeiro e distribuída uniformemente por todo o anel.

Depois o segundo.

Nas pontas os fios são torcidos e saem 4 pinos. Dobramos esses cabos sob os orifícios da placa e envolvemos o enrolamento primário com a mesma fita isolante.

Agora você pode assumir o enrolamento secundário, na minha versão ele é enrolado com fio de 1,5mm e contém 2x16 voltas, enrolado da mesma forma que o enrolamento primário. Como resultado, obtemos mais 4 saídas do enrolamento secundário.

Dobramos sob a placa e envolvemos com fita isolante. O transformador está pronto, limpamos os cabos e os soldamos na placa de circuito impresso.

Além disso, talvez valha a pena introduzir bobinas de saída no circuito em cada braço de potência; elas podem ser enroladas em hastes de ferrite de 2 cm de altura e 8 mm de diâmetro e conter 6-8 voltas de fio de 1,2-1,8 mm. O indutor de entrada é enrolado em um anel de ferrite de uma fonte de alimentação de computador com dois fios de 1 mm e contém 10 voltas distribuídas uniformemente no anel.

A placa estabilizadora montada fica assim:

Bloco de filtro

Ainda o mesmo esquema de filtro, testado 100 vezes por mim:

Indicador de potência de saída

O indicador de potência de saída é montado no chip LM3915 de acordo com o circuito a seguir.

S1 alterna o modo de operação do indicador: quando o contato está fechado, o modo “coluna”, e quando o contato está aberto, “onda”. Usando o resistor trimmer R5 você pode definir o nível desejado do indicador. Em princípio, qualquer LED pode ser usado.

Projeto e instalação

Como não havia muito espaço alocado para a eletrônica, não foi tão fácil “enfiá-la” ali; tivemos que ser espertos. Consequentemente, todas as placas, conectores e botões de controle são montados em uma placa de MDF com 8 mm de espessura. O radiador, os terminais de alimentação e REM, os soquetes de entrada, bem como os reguladores da unidade de filtro estão localizados na parte externa. Externamente, esta placa junto com o radiador é pintada de preto. Por dentro, no local onde deveriam ser fixados os transistores, foi feito um furo retangular na placa. Uma placa de duralumínio foi cortada ao longo deste orifício para “aumentar” o radiador ao nível necessário e facilitar a montagem dos transistores. Esta placa é aparafusada ao radiador com dois parafusos, entre a placa e o radiador existe naturalmente uma camada de termoplástico. Os parafusos são deliberadamente deixados mais longos, pois posteriormente é colocada sobre eles uma placa de duralumínio, que pressiona todos os transistores contra o radiador. (A foto mostra a primeira versão do amplificador, um TDA7294 sem transistores. O circuito não apareceu, então outro PA foi implementado posteriormente)

A placa conversora é fixada no plástico MDF por meio de cantos de duralumínio, duas pequenas são aparafusadas diretamente na placa e na placa, e duas grandes são retiradas da placa e com o auxílio de 2 esticadores de fio de cobre não permitem que a placa para balanço.

Um canto de plástico é feito para a placa do amplificador de potência, que suporta uma parte dela, mas é mantido principalmente no lugar pelos transistores de saída e pelo microcircuito, que são firmemente pressionados ao radiador por uma placa de duralumínio. Entre o radiador, o microcircuito e todos os transistores de saída deve haver uma placa dielétrica e, claro, pasta térmica, as caixas dos transistores e os microcircuitos são isolados do radiador.

A placa estabilizadora é fixada em dois cantos de plástico e a placa do filtro é fixada com plástico duralumínio, ao qual são aparafusados ​​​​três reguladores.

Os fios dos terminais de alimentação à placa de alimentação de tensão são tão grossos quanto possível, pelo menos 4-6 mm quadrados. Um conector de 8 pinos é usado para conectar a placa indicadora e os indicadores de operação do subwoofer. Além disso, por conveniência, você pode introduzir um conector de 2 pinos para conectar o cabeçote dinâmico.

A placa indicadora de potência de saída e os indicadores de potência são fixados em local designado, os orifícios para os fios são selados com plasticina após a instalação. Os indicadores são cobertos por uma placa de vidro escurecido.

Resultado final

Naquela época fiquei satisfeito com o resultado final. O subwoofer reproduzia graves muito suaves, agradáveis ​​e profundos e podia criar uma pressão sonora muito boa para um 10. Porém, ele não teve tempo de brincar comigo por muito tempo, pois depois de comprar o carro estava planejado construir outro sistema com um subwoofer diferente. Este subwoofer foi vendido e até hoje agrada o novo proprietário.

Tudo começou quando, há um ano e meio, comprei um alto-falante de baixa frequência de doze polegadas com o objetivo de montar um subwoofer para carro. Mas não tive tempo e o palestrante acabou no meu apartamento. E um ano e meio depois, finalmente decidi montar, não um carro, mas um subwoofer doméstico ativo. Neste artigo vou descrever instruções passo a passo no cálculo e montagem de subwoofers deste tipo.

1. Cálculo e projeto da caixa do subwoofer (caixa)

Para calcular a caixa do subwoofer precisaremos:

• Parâmetros Thiel-Small para alto-falante,
• Programa para cálculo de projetos acústicos

1.1.Medição dos parâmetros Thiel-Small para um alto-falante

Normalmente, esses parâmetros são indicados pelo fabricante na ficha técnica do alto-falante ou em seu site. Mas agora a maioria dos alto-falantes vendidos nos mercados (incluindo o meu alto-falante) não têm esses parâmetros especificados ou não correspondem a eles (apesar das inúmeras tentativas, nunca consegui encontrar meu alto-falante na Internet, e os parâmetros Thiel-Small já não houve dúvida). Portanto, teremos que medir tudo sozinhos.

Para isso precisamos:

• Um computador ou laptop com uma placa de som BOA (ou seja, resposta de frequência linear),
• Um software gerador de sinal de áudio que usa a saída de fone de ouvido da placa de som (eu pessoalmente gosto do programa.
• Voltímetro CA com capacidade de medir tensões da ordem de 0,1 mV,
• Caixa com bass reflex,
• Resistor 150-220 Ohm,
• Conectores, fios, etc.

1.1.1. Primeiro, vamos verificar a linearidade da resposta de frequência da placa de som. Há um grande número de programas que medem automaticamente a resposta de frequência na faixa de 20 a 20.000 Hz (quando a saída do fone de ouvido está conectada à entrada do microfone da placa de som). Mas aqui descreverei um método manual para medir a resposta de frequência na faixa de 10-500 Hz (apenas esta faixa é importante para medir os parâmetros Til Small de um emissor de baixa frequência). Se você não tiver um voltímetro de tensão alternada com capacidade de medir tensões de cerca de 0,1 mV, não se preocupe, você pode usar um multímetro comum e barato (testador). Normalmente, esses multímetros medem tensão CA com precisão de 0,1 V e tensão CC com precisão de 0,1 mV. Para medir uma tensão alternada da ordem de vários mV, basta colocar uma ponte de diodos na frente da entrada do multímetro e medir uma tensão constante na faixa de até 200 mV no modo voltímetro.

Primeiro, conecte o voltímetro à saída de fone de ouvido (no canal direito ou esquerdo).

Desative todos os efeitos sonoros e equalizadores, abra as propriedades do alto-falante e defina o nível de volume para 100%.

Abra o programa, clique em “Opções”, selecione “Frequência” em “Intervalo de tom” e defina o passo para 1Hz.

Feche “Opções”, ajuste o nível de volume para 100%, ajuste a frequência inicial para 10Hz e pressione “Play”. Usando o botão “+”, começamos a aumentar suavemente, em passos de 1 Hz, a frequência do gerador para 500 Hz.

Ao mesmo tempo, observamos o valor da tensão no voltímetro. Se a diferença máxima de amplitude estiver dentro de 2 dB (1,259 vezes), essa placa de som será adequada para medir os parâmetros dos alto-falantes. Por exemplo, meu valor máximo foi 624 mV e o mínimo foi 568 mV, 624/568 = 1,09859 (0,4 dB), o que é bastante aceitável.

1.1.2. Vamos passar para os tão esperados parâmetros Thiel-Small. Os parâmetros mínimos pelos quais você pode calcular e projetar um design acústico (neste caso, um subwoofer) são:

• Frequência de ressonância (Fs),
• Fator de qualidade eletromecânica total (Qts),
• Volume equivalente (Vas).

Para um cálculo mais profissional, você precisará de ainda mais parâmetros, como fator de qualidade mecânica (Qms), fator de qualidade elétrica (Qes), sensibilidade (SPL), etc.

1.1.2.1. Determinação da frequência de ressonância (Fs) de um alto-falante.

Vamos montar este diagrama.

O alto-falante deve ficar em um espaço livre o mais longe possível das paredes, do chão e do teto (pendurei-o em um lustre). Abra o programa NCH Tone Generator novamente, defina o volume conforme descrito acima, defina a frequência inicial para 10 Hz e comece a aumentar suavemente a frequência em passos de 1 Hz. Neste caso, novamente, olhamos para o valor do voltímetro, que primeiro aumentará, atingirá o ponto máximo (Umax) na frequência de ressonância natural (Fs), e começará a diminuir até o ponto mínimo (Umin). Com um aumento adicional na frequência, a tensão aumentará gradualmente. O gráfico de tensão (resistência ativa do alto-falante) versus frequência do sinal é assim.

A frequência na qual o valor do voltímetro é máximo é a frequência de ressonância aproximada (em passos de 1 Hz). Para determinar a frequência de ressonância exata, você precisa alterar a frequência na região da frequência de ressonância aproximada em passos não de 1 Hz, mas de 0,05 Hz (precisão de 0,05 Hz). Anotamos a frequência de ressonância (Fs), o valor mínimo do voltímetro (Umin), o valor do voltímetro na frequência de ressonância (Umax) (mais tarde serão úteis para calcular os seguintes parâmetros).

1.1.2.2. Determinação do fator de qualidade eletromecânica total (Qts) de um alto-falante.
Encontramos UF1,F2 usando a seguinte fórmula.

Alterando a frequência, alcançamos os valores do voltímetro correspondentes à tensão UF1, F2. Serão duas frequências. Um é inferior à frequência de ressonância (F1), o outro é superior (F2).

Você pode verificar a exatidão dos cálculos usando esta fórmula.

Se a diferença entre Fs’ e Fs não exceder 1 Hz, você poderá continuar as medições com segurança. Caso contrário, você precisará fazer tudo de novo. Encontramos o fator de qualidade mecânica (Qms) usando esta fórmula.

O fator de qualidade elétrica (Qes) é encontrado usando esta fórmula.

Finalmente, determinamos o fator de qualidade eletromecânico total (Qts) usando esta fórmula.

1.1.2.3. Determinação do volume equivalente (Vas) de um alto-falante.

Para determinar o volume equivalente exato, precisaremos de uma caixa de reflexo de graves pré-fabricada, durável e selada com um orifício para nosso alto-falante.

O volume da caixa depende do diâmetro do alto-falante e é selecionado de acordo com esta tabela.

Fixamos o alto-falante na caixa e conectamos ao circuito descrito acima (Fig. 9). Novamente, abra o programa NCH Tone Generator, defina a frequência inicial para 10Hz e usando o botão “+”, começamos a aumentar suavemente, em passos de 1Hz, a frequência do gerador para 500Hz. Ao mesmo tempo, observamos o valor do voltímetro, que começará novamente a aumentar até a frequência FL, depois diminuirá, atingindo um ponto mínimo na frequência de sintonia do bass reflex (Fb), aumentará novamente e atingirá o ponto máximo na frequência FH, depois diminua e aumente lentamente novamente. O gráfico da tensão versus frequência do sinal tem a forma de um camelo bactriano.

E por fim, encontramos o volume equivalente (Vas) usando esta fórmula (onde Vb é o volume da caixa com bass reflex).

Repetimos todas as nossas medições 3-5 vezes e calculamos a média aritmética de todos os parâmetros. Por exemplo, se recebemos os valores Fs respectivamente 30,45 Hz 30,75 Hz 30,55 Hz 30,6 Hz 30,8 Hz, então tomamos (30,45+30,75+30,55+30,6+30,8)/5= 30,63Hz.

Como resultado de todas as minhas medições, recebi os seguintes parâmetros para meu alto-falante:

• F = 30,75 Hz
• Qt = 0,365
• Vas=112,9≈113 l

1.2.Modelagem e cálculo do corpo do subwoofer (caixa) utilizando o programa JBL Speakershop.

Existem diversas opções de projetos acústicos, das quais as opções a seguir são as mais comuns.

• Caixa ventilada com bass reflex,
• Passagem de banda de 4ª, 6ª e 8ª ordem,
• Radiador passivo - caixa com radiador passivo,
• Caixa fechada - caixa fechada.

O tipo de design acústico é selecionado com base nos parâmetros Thiel-Small do alto-falante. Se Fs/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, então exclusivamente em caixa Ventilada ou Band-pass ou Caixa Fechada. Se 50

Primeiro, baixe e instale o programa. Este programa foi escrito para Windows XP e não funciona no Windows 7. Para fazer o programa funcionar no Windows 7, você precisa baixar e instalar máquina virtual Modo Windows Virtual PC-XP (você pode baixá-lo no site oficial da Microsoft) e executar a instalação do JBL Speakershop através dele. Você também precisa abrir o JBL Speakershop por meio de uma máquina virtual. Após abrir o programa vemos esta interface.

Clique em “Alto-falante” e selecione “Parâmetros-mínimo”, na janela aberta escrevemos, respectivamente, o valor da frequência de ressonância (Fs), o valor do volume equivalente (Vas), o valor do fator de qualidade eletromecânica total (Qts) e clique em “Aceitar”.

Neste caso, o programa oferecerá duas opções ótimas (com resposta de frequência mais uniforme), uma em design fechado (caixa fechada), outra em caixa ventilada (caixa com bass reflex). Clique em “plot” (tanto na área da caixa ventilada quanto na área da caixa fechada) e observe o gráfico de resposta de frequência. Escolhemos o projeto cuja resposta de frequência melhor atenda às nossas necessidades.

No meu caso, esta é uma caixa Ventilada, pois em baixas frequências (20-50Hz) a caixa Fechada tem um decaimento de amplitude muito maior do que a caixa Ventilada (Figura acima).

Se o volume ideal da caixa for adequado para você, você poderá construir uma caixa com esse volume e aproveitar o som do subwoofer. Caso contrário (se os volumes forem muito grandes), você precisará definir o volume (quanto mais próximo do volume ideal, melhor) e calcular a frequência de sintonia ideal do reflexo de graves.

Para isso, na área da caixa Vented, clique em “Custom”, na janela que se abre, escreva o volume da sua caixa, clique em “Optimum Fb” (neste caso, o programa calculará a frequência de sintonia ideal do bass reflex, em qual a resposta de frequência do projeto acústico será a mais linear) e depois “Aceitar”.

Clique em “Box” e selecione “Vent...”, na janela que se abre, na área “Custom”, escreva o diâmetro do tubo (Dv), que usaremos como bass reflex. Se usarmos dois reflexos graves, colocamos um ponto em “Área” e escrevemos a área transversal total dos tubos.

Clique em “Aceitar” e na área “Personalizado” da linha Lv aparecerá o comprimento do tubo bass reflex. Agora que sabemos o volume interno da caixa, o diâmetro e o comprimento do tubo bass reflex, podemos prosseguir com segurança para o projeto do design acústico, mas se você realmente deseja saber a proporção ideal da caixa, pode clicar “Caixa” e selecione “Dimensões...”.

1.3.Design da caixa do subwoofer (caixa)

Para obter um som de alta qualidade, é necessário não apenas calcular corretamente, mas também fabricar cuidadosamente a estrutura acústica da caixa. Depois de determinar o volume interno da caixa, o comprimento e o diâmetro do tubo bass reflex, você pode prosseguir com segurança para a fabricação da caixa do subwoofer. O material da caixa deve ser suficientemente forte e rígido. O material mais adequado para gabinetes acústicos de alta potência é o MDF de vinte milímetros. As paredes da caixa são fixadas umas às outras com parafusos auto-roscantes e os espaços entre elas são untados com selante ou silicone. Após a confecção da caixa, são feitos furos para as alças e inicia-se o acabamento da superfície externa. Todos os desníveis serão alisados ​​​​com massa ou resina epóxi (acrescento um pouco de cola PVA na massa, que evita o aparecimento de rachaduras com o tempo e reduz o nível de vibrações). Após a secagem da massa, as superfícies devem ser lixadas até obter paredes perfeitamente lisas. A caixa acabada pode ser pintada ou coberta com filme decorativo autoadesivo, ou simplesmente colada com tecido grosso. Por dentro, um material insonorizante composto por algodão e gaze é colado nas paredes da caixa (no meu caso colei rebatidas). Como bass reflex, você pode usar um cano de esgoto de plástico ou uma haste de papel de diferentes rolos, bem como um bass reflex pronto que pode ser comprado em quase todas as lojas de música.

A caixa do subwoofer ativo consiste em dois compartimentos. O primeiro compartimento abriga o próprio alto-falante, e o segundo contém toda a parte elétrica (condicionador de sinal, amplificador, fonte de alimentação......). No meu caso, coloquei a unidade somadora e a unidade de filtro em um compartimento separado da unidade amplificadora de potência, fonte de alimentação e unidade de resfriamento. Por dentro, colei papel alumínio nas paredes do bloco somador e do compartimento do bloco de filtro, que conectei ao terra (GND). A película evita a exposição a campos externos e reduz os níveis de ruído.

Se você usar minhas placas de circuito impresso, esses compartimentos deverão ter as seguintes dimensões.

2. Parte elétrica do subwoofer ativo

Vamos passar para a parte elétrica do subwoofer ativo. O diagrama geral e o princípio de funcionamento do dispositivo são representados por este diagrama.

O dispositivo consiste em quatro blocos montados em placas de circuito impresso separadas.

• Bloco de somadores (somadores),
• Bloco de filtro (driver de subwoofer),
• Bloco amplificador de potência,
• Fonte de alimentação e unidade de resfriamento (diversão do dissipador de calor).

Inicialmente sinal sonoro entra no bloco somador (Somadores), onde os sinais dos canais direito e esquerdo são somados. Em seguida, ele vai para o bloco de filtros (driver do subwoofer), onde é formado o sinal do subwoofer, que inclui controle de volume, filtro subsônico (filtro passa-baixa infra), bass booster (aumentando o volume em uma determinada frequência) e Crossover (graves). -passar filtro). Após a formação, o sinal entra no bloco amplificador de potência e depois no alto-falante.
Vamos discutir esses blocos separadamente.

2.1. Bloco de somadores (Somadores)

2.1.1.Esquema

Primeiro, vamos dar uma olhada no circuito somador mostrado na figura abaixo.

O sinal sonoro de dispositivos externos (computador, CD player...) entra no bloco somador, que possui 6 entradas estéreo. 5 delas são entradas lineares comuns, diferindo entre si apenas no tipo de conector. E a sexta é uma entrada de alta tensão à qual você pode conectar a saída de alto-falantes (por exemplo, um aparelho de som ou rádio de carro que não possui saída de linha). Cada entrada possui um combinador de amplificador operacional separado que polariza os sinais dos canais direito e esquerdo, o que evita que o sinal de áudio de um dispositivo externo entre em outro, ao mesmo tempo que possibilita a conexão simultânea de vários dispositivos externos ao subwoofer. Existem também saídas (5 saídas, a 6ª simplesmente não cabia na placa, então não instalei), que permitem fornecer o mesmo sinal que vai para o subwoofer para a entrada de um sistema estéreo de banda larga . Isto é muito conveniente quando a fonte de som possui apenas uma saída.

2.1.2.Componentes

TL074 (5 unidades) foram usados ​​​​como amplificadores operacionais. Os resistores são classificados para potência de 0,25 W ou superior (as classificações de resistência são mostradas no diagrama). Todos os capacitores eletrolíticos têm uma tensão nominal de 25 Volts ou superior (as classificações de capacitância são mostradas no diagrama). Como capacitores apolares, você pode usar capacitores de cerâmica ou de filme (de preferência de filme), mas se realmente quiser, pode usar capacitores de áudio especiais (capacitores projetados para uso em sistemas de áudio de alta qualidade). As bobinas no circuito de alimentação dos amplificadores operacionais são projetadas para suprimir o “ruído” proveniente da fonte de alimentação. As bobinas L1-L4 contêm 20 voltas enroladas com fio de cobre com diâmetro de 0,7 mm em uma haste de caneta de gel (3 mm). Também são usados ​​​​conectores RCA, conector de áudio de 3,5 mm, conector de áudio de 6,35 mm, XLR, WP-8.

2.1.3.PCB

A placa de circuito impresso é feita em . Após a soldagem das peças, a placa de circuito impresso deve ser revestida para evitar a oxidação do cobre.

2.1.4. Foto do bloco somador finalizado

A unidade somadora é alimentada por uma fonte de alimentação bipolar com tensão de ±12V. A impedância de entrada é 33kOhm.

2.2. Bloco de filtro (driver do subwoofer)

2.2.1.Esquema

Considere o circuito driver do subwoofer mostrado na figura abaixo.

O sinal somado do bloco somador entra no bloco de filtro, que consiste nas seguintes partes:

• Regulador de volume,
• Filtro de frequência infrabaixa (filtro subsônico),
• Reforço de graves de uma determinada frequência (reforço de graves),
• Filtro passa-baixo (crossover).

O controle de volume ocorre em dois níveis. A primeira é quando o sinal entra no bloco de filtro, o que reduz o nível do seu próprio “ruído” do bloco somador, a segunda é quando o sinal sai do bloco de filtro, o que reduz o nível do seu próprio “ruído” do bloco somador. bloco de filtro. O volume é ajustado usando o resistor variável VR3. Após o primeiro nível de controle de volume, o sinal entra no chamado “bass booster”, que é um dispositivo que aumenta a amplitude dos sinais de uma determinada frequência. Ou seja, se a frequência de sintonia do reforço de graves estiver definida como, por exemplo, 44 ​​Hz e o nível de ganho for 14dB, a resposta de frequência será semelhante a esta ( Linha1).

Linha2- frequência de sintonia=44Hz, nível de ganho=9dB,
Linha 3- frequência de sintonia=44Hz, nível de ganho=2dB,
Linha 4- frequência de sintonia=33Hz, nível de ganho=3dB,
Linha 5- frequência de sintonia=61Hz, nível de ganho=6dB.

A frequência de sintonia do reforço de graves é definida usando o resistor variável VR5 (dentro de 25...125 Hz) e o nível de ganho com o resistor VR4 (dentro de 0...+14dB). Após o reforço de graves, o sinal entra no filtro subsônico, que é um filtro que corta sinais ultrabaixos indesejados que não são mais audíveis para os humanos, mas podem sobrecarregar bastante o amplificador, reduzindo assim a potência real de saída do sistema. A frequência de corte do filtro é ajustada usando o resistor variável VR2 na faixa de 10...80Hz. Se, por exemplo, a frequência de corte for inserida em 25 Hz, então a resposta em frequência terá a seguinte forma.

Após o filtro passa-baixo infra, o sinal vai para um filtro passa-baixo (crossover), que corta as frequências superiores (médias + altas) desnecessárias ao subwoofer. A frequência de corte é ajustada usando um resistor variável VR1 na faixa de 30 a 250 Hz. A inclinação de atenuação é de 12 dB/oitava. A resposta de frequência é semelhante a esta (com uma frequência de corte de 70 Hz).

2.2.2.Componentes

TL074 (2 unid.), TL072 (1 unid.) e NE5532 (1 unid.) foram usados ​​​​como amplificadores operacionais. Os resistores são classificados para potência de 0,25 W ou superior (as classificações de resistência são mostradas no diagrama). Todos os capacitores eletrolíticos têm uma tensão nominal de 25 Volts ou superior (as classificações de capacitância são mostradas no diagrama). Capacitores de cerâmica ou de filme (de preferência de filme) podem ser usados ​​como capacitores não polares. As bobinas no circuito de alimentação dos amplificadores operacionais são projetadas para suprimir o “ruído” proveniente da fonte de alimentação. Também foram utilizados três resistores duplos (50kOhm-2pcs., 20kOhm-1pc.) e dois quádruplos variáveis ​​(50kOhm-6pcs.). Dois duplos podem ser usados ​​como resistores variáveis ​​quádruplos.

2.2.3.PCB

Arquivos PCB nos formatos *.lay e *.pdf podem ser baixados no final do artigo.

2.2.4.Foto do bloco de filtro finalizado

A unidade de filtro é alimentada por uma fonte de alimentação bipolar com tensão de ±12V.

2.3. Bloco amplificador de potência.

2.3.1.Esquema

O amplificador de potência é um amplificador Anthony Holton com transistores de efeito de campo no estágio de saída. Existem muitos artigos que descrevem o princípio de funcionamento, montagem e configuração do amplificador na Internet. Portanto, limitar-me-ei a anexar o esquema e a minha versão da placa de circuito impresso.

2.3.2.PCB

Arquivos PCB nos formatos *.lay e *.pdf podem ser baixados no final do artigo. A unidade amplificadora de potência é alimentada por uma fonte de alimentação bipolar com uma tensão de ±50 a 63V. A potência de saída do amplificador depende da tensão de alimentação e do número de pares de transistores de efeito de campo (IRFP240+IRFP9240) no estágio de saída.

2.4. Fonte de alimentação e unidade de resfriamento (fonte de alimentação)

2.4.1.Esquema

2.4.2.Componentes

Como transformador de potência, você pode usar um transformador pronto ou caseiro com potência de aproximadamente 200 W. As tensões dos enrolamentos secundários são mostradas no diagrama.

A ponte de diodo Br2 foi projetada para uma corrente de 25A. Os capacitores C1…C12,C29…C31 devem ter tensão nominal de 25V. Os capacitores C13...C28 devem ter tensão nominal de 63V (para tensões de alimentação abaixo de 60V), ou 100V (para tensões de alimentação acima de 60V). É melhor usar capacitores de filme como capacitores não polares. Todos os resistores são classificados para potência de 0,25 W. O termistor R5 é revestido com pasta térmica e fixado no dissipador de calor do amplificador. A tensão de operação do ventilador é 12V.

2.4.3.PCB

Arquivos PCB nos formatos *.lay e *.pdf podem ser baixados no final do artigo.

3. A fase final da montagem do subwoofer

Lista de radioelementos

Designação	Tipo	Denominação	Quantidade	Observação	Comprar	Meu bloco de notas
U1-U5	Amplificador operacional	TL074	5			Para o bloco de notas
C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42		10 µF	14			Para o bloco de notas
C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38	Capacitor	33 pF	14			Para o bloco de notas
C11-C14, C19-C22, C31-C34	Capacitor	0,1 µF	12			Para o bloco de notas
C17, C18	Capacitor eletrolítico	470 µF	2			Para o bloco de notas
R1, R2	Resistor	390 ohms	2			Para o bloco de notas
R3, R12	Resistor	15 kOhm	2			Para o bloco de notas
R4, R16-R18	Resistor	20 kOhm	4			Para o bloco de notas
R5, R13-R15	Resistor	13 kOhm	4			Para o bloco de notas
R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47	Resistor	68 kOhm	10			Para o bloco de notas
R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48	Resistor	22 kOhm	10			Para o bloco de notas
R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50	Resistor	10 kOhm	10			Para o bloco de notas
R19, ​​​​R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44	Resistor	22 ohms	8			Para o bloco de notas
L1-L4	Indutor	20x3mm	4	20 voltas, fio 0,7 mm, moldura 3 mm		Para o bloco de notas
L5-L13	Indutor	100mH	10			Para o bloco de notas
	Bloco de filtro
U1	Amplificador operacional	TL072	1			Para o bloco de notas
U2, U4	Amplificador operacional	TL074	2			Para o bloco de notas
U3	Amplificador operacional	NE5532	1			Para o bloco de notas
C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23	Capacitor	0,1 µF	14			Para o bloco de notas
C6	Capacitor	15 nF	1			Para o bloco de notas
C11-C14	Capacitor	0,33 µF	4			Para o bloco de notas
C21, C22	Capacitor	82 nF	2			Para o bloco de notas
VR1-VR3, VR5	Resistor variável	50 kOhm	4			Para o bloco de notas
VR4	Resistor variável	20 kOhm	1			Para o bloco de notas
R1, R3, R4, R6	Resistor	6,8 kOhm	4			Para o bloco de notas
R2, R10, R11, R13, R14	Resistor	4,7 kOhm	5			Para o bloco de notas
R5, R8	Resistor	10 kOhm	2			Para o bloco de notas
R7, R9	Resistor	18 kOhm	2			Para o bloco de notas
R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27	Resistor	2 kOhm	8			Para o bloco de notas
R18, R25	Resistor	3,6 kOhm	2			Para o bloco de notas
R19, ​​​​R21	Resistor	1,5 kOhm	2			Para o bloco de notas
R23, R24, R30, R31, R33	Resistor	20 kOhm	5			Para o bloco de notas
R28	Resistor	13 kOhm	1			Para o bloco de notas
R29	Resistor	36 kOhm	1			Para o bloco de notas
R32	Resistor	75 kOhm	1			Para o bloco de notas
R34, R35	Resistor	15 kOhm	2			Para o bloco de notas
L1-L8	Indutor	100mH	1			Para o bloco de notas
	Bloco amplificador de potência
T1-T4	Transistor bipolar	2N5551	4			Para o bloco de notas
T5, T9, T11, T12	Transistor bipolar	MJE340	4			Para o bloco de notas
T7, T8, T10	Transistor bipolar	MJE350	3			Para o bloco de notas
T13, T15, T17	Transistor MOSFET	IRFP240	3			Para o bloco de notas
T14, T16, T18	Transistor MOSFET	IRFP9240	3			Para o bloco de notas
D1, D2, D5, D7	Diodo retificador	1N4148	4			Para o bloco de notas
D3, D4, D6	Diodo Zener	1N4742	3			Para o bloco de notas
D8, D9	Diodo retificador	1N4007	2

Quanto custa comprar um subwoofer de baixa potência de alta qualidade e quanto custa montar o mesmo subwoofer? Claro, é mais barato de montar, e mesmo que você tenha os braços esticados, podemos construir um subwoofer de altíssima qualidade para o seu computador por um preço várias vezes mais barato do que o que vendem na loja. Aliás, não pense que as lojas vendem equipamentos de alta qualidade - isso não é verdade! Todas as placas são montadas na China, isso diz tudo. É claro que existe uma China “branca” e de melhor qualidade, mas não é para os países da CEI. Hoje vou lhe dizer como montar um computador suficientemente potente e de alta qualidade para um computador com suas próprias mãos a partir de materiais improvisados.

O principal é ter em mãos um alto-falante de baixa frequência de alta qualidade, de preferência importado, mas em casos extremos, você pode usar cabeçotes dinâmicos de fabricação soviética, por exemplo 25GD dos alto-falantes do rádio S-30. Como nosso objetivo é coletar apenas Alta qualidade, então abandonaremos o amplificador estéreo e usaremos o microcircuito TDA2050.

Este amplificador é de qualidade bastante alta e possui uma potência de saída decente de 32 watts. O artigo não informa as dimensões da caixa, pois é importante manter um deslocamento de 7 litros, e deixar o design ao seu gosto e design individual. Foram utilizadas placas de aglomerado com espessura de 0,5 mm, o inversor de fase foi projetado para 35 hertz. Circuito do subwoofer:

O amplificador está conectado ao dissipador de calor. Como pode ser visto no diagrama de conexão, os diodos de saída estão excluídos dele, pois o TDA2050 possui esses diodos embutidos no microchip e não faz sentido instalar outros adicionais. O circuito do filtro passa-baixo passivo é mostrado abaixo. A fonte de alimentação é um transformador com potência de 50-70 watts, no qual são enrolados dois enrolamentos com tensão de 10-12 volts cada e corrente de pelo menos 2 amperes. Você também pode fazer um transformador sozinho. Para isso, pegamos qualquer transformador de rede com potência de 50 watts ou mais e enrolamos nele um enrolamento secundário, que contém 60 voltas com uma torneira do meio. O enrolamento é feito com fio com diâmetro de 1 a 1,5 mm. O diagrama da fonte de alimentação é mostrado abaixo.

O mais importante no projeto de subwoofers é manter a estanqueidade, portanto, após concluir a montagem, é necessário colocar tudo com cuidado na caixa, fixando cuidadosamente o amplificador de potência e o transformador na parede da caixa, em seguida fechar a tampa do subwoofer com cola PVA e auto -parafusos roscados. A cola precisa de tempo para secar e depois de algumas horas o subwoofer está pronto para uso.
É melhor fazer o controle de volume e o conector de entrada na parte traseira. Você pode conectar qualquer coisa a um subwoofer - um computador, TV, DVD player e até celular; e lembre-se: se conectarmos um sinal de som amplificado ao subwoofer, por exemplo, de um laptop ou TV, ele toca muito mais alto, pois não há amplificador adicional no filtro passa-baixa e há grandes perdas. Isso é tudo - ouça a sua saúde! Também conhecido como