Меню

Рупор своими руками схема

Рупор. Конструкция и расчет

Как известно, громкоговоритель может быть нагружен на рупор. Известны две модификации устройства рупорных головок. В первой из них, так называемой широкогорлой, горло рупора непосредственно примыкает к диффузору головки. За счет того, что устье имеет диаметр больше диаметра диффузора головки, направленность такого рупора острее направленности головки. Поэтому звуковая энергия концентрируется на оси рупора и звуковое давление здесь возрастает.

Во второй модификации (узкогорлой) рупор сочленяется с диафрагмой (диффузором) головки через предрупорную камеру, играющую роль, аналогичную роли электрического согласующего трансформатора. Здесь согласуются механические сопротивления подвижной системы головки и горла рупора, что увеличивает нагрузку на диафрагму и как бы повышает ее сопротивление излучения, благодаря чему сильно повышается КПД. Таким образом, это дает возможность получить большое звуковое давление.

Имеется много различных типов рупоров, но практически наиболее часто применяют в бытовой аппаратуре экспоненциальный рупор, сечение которого изменяется по закону:

где S – площадь входного отверстия рупора,

β – показатель экспоненты.

На рис. 1 приведены различные профили рупоров:

%D0%A0%D1%83%D0%BF%D0%BE%D1%80. %D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F %D0%B8 %D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82 ldsound ru 1

Как можно вывести из формулы выше, поперечное сечение такого рупора увеличивается на одинаковое процентное значение через каждую единицу его осевой длины. Значение этого процентного приращения определяет нижнюю граничную частоту рупора. На рис. 2 представлена зависимость процентного приращения поперечного сечения на 1 см осевой длины от нижней граничной частоты. Так, например, чтобы обеспечить воспроизведение рупором нижней граничной частоты 60 Гц, площадь поперечного сечения должна увеличиваться на 2% через каждый 1 см его осевой длины. Эту зависимость можно представить и в виде следующего выражения:

где k – приращение площади поперечного сечения, %.

%D0%A0%D1%83%D0%BF%D0%BE%D1%80. %D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F %D0%B8 %D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82 ldsound ru 2

Для низких частот (до 500 Гц) это выражение упрощается и принимает вид: f гр.н = 27k

Если рупор делается квадратного или круглого сечения, то сторона квадрата или диаметр круга должны увеличиваться на каждый 1 см длины рупора на √ k процентов. Если же его делают прямоугольного сечения с постоянной высотой, то ширина сечения рупора должна увеличиваться на k процентов на каждый 1 см его длины.

Однако выдержать необходимое процентное увеличение сечения еще не достаточно для хорошего воспроизведения низких частот. Нужно иметь достаточную площадь его выходного отверстия – устья. Его диаметр (или диаметр равновеликого круга) должен быть:

Так, для нижней граничной частоты 60 Гц диаметр устья составит около 1,8 м. Для боле низких граничных частот размеры устья будут еще больше. Кроме того, рупорная головка, хорошо воспроизводя низшие частоты (выше f гр.н ), недостаточно хорошо воспроизводит широкий частотный диапазон. Учитывая это, целесообразно иметь две рупорных головки: одну для воспроизведения низких, а другую – для высоких частот. На рис. 3 представлен внешний вид и сечение такой АС с двумя рупорными головками и фазоинвертором для воспроизведения частот ниже f гр.н рупора.

%D0%A0%D1%83%D0%BF%D0%BE%D1%80. %D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F %D0%B8 %D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82 ldsound ru 3

Применение низкочастотных рупорных оформлений в жилых помещениях ограничено размерами помещения. Однако, если такая возможность имеется, то расчет рупора следует начинать, задавшись площадью устья по выбранной нижней граничной частоте, уменьшая сечение на процентов на каждый 1 см осевой длины до тех пор, пока не достигают площади сечения, равной площади диффузора головки. При этом, для того чтобы сопрячь головку с широкогорлым рупором, рупор должен иметь сечение той же формы, т.е. круглое или эллиптическое. Для узкогорлых рупоров идентичность фомы сечения и диафрагмы головки не обязательно, так как горло и диафрагма сочленяются через предрупорную камеру. Отметим, сто высота камеры должна быть существенно больше амплитуды колебаний подвижной системы головки во избежание возникновения сильных нелинейных искажений из-за несимметричности деформации объема воздуха в камере. Однако слишком большая высота предрупорной камеры ухудшает воспроизведение высоких частот.

Иногда, чтобы уменьшить габаритные размеры АС, применяют свернутые рупоры, различные конструкции которых показаны на рис. 4. Свернутые рупоры рассчитывают практически так же, как и обычные. При расчете профиля необходимо следить за тем, чтобы в местах перехода (сгиба колен) не было резких изменений сечений, вызывающих нерегулярности в частотной характеристике.

Источник

vovyc › Блог › Проект для изготовления рупорной акустики для 6,5′ динамика от 100Гц. Чертежи наборных рупоров.

L6AAAgDkreA 100

SEAAAgIfO A 960

В качестве основы для расчётов и построения рупора брались материалы из статьи «Проектирование рупорных громкоговорителей» Журнал ¦Мастер 12 Вольт¦ Дек./Январь 2005г. (ссылка на статью: yadi.sk/i/v6CrbOmdyHoZvQ)
Выдержка из статьи:
«После периода первых граммофонов, в которых повсеместно использовались рупорные громкоговорители, популярность последних резко упала вследствие относительно большого размера, сложности изготовления и, следовательно, высокой стоимости. Несмотря на то, что сегодня широкополосные рупорные системы используются лишь отдельными энтузиастами, большинство экспертов единодушно отмечают ряд достоинств звучания, присущих этому типу громкоговорителя, особенно высокую степень реализма и ¦присутствия¦. В статье кратко изложена история рупорных громкоговорителей, и более подробно = теоретические и практические сведения, необходимые для грамотного проектирования. Приведены данные для разнообразных видов рупоров.
Идеальный экспоненциальный рупор состоит из прямой круглой трубы, поперечное сечение которой логарифмически увеличивается в зависимости от расстояния от горла (где установлен громкоговоритель) до устья. Самые низкие басовые ноты требуют устья очень большой площади (2-3 кв.м) и самого рупора длиной по крайней мере 6 м. Напротив, для самых верхних нот требуется рупор размером всего сантиметров десять. По этой причине большинство широкополосных рупорных систем включают в себя множество отдельных громкоговорителей, каждый из которых имеет соответствующую длину и площадь устья. Чтобы размещать эти комбинации в пределах корпуса разумного размера, басовые и даже среднечастотные рупоры имеют квадратное сечение и ¦свернуты¦ сложным образом.

vwAAAgNSu A 960

К сожалению, неизбежные ограничения и компромиссы, вызванные отклонениями от прямолинейности оси и круглого сечения, могут вызывать серьезные изменения в амплитудно-частотной характеристике. Искусство проектирования акустической системы приемлемого размера и стоимости состоит в том, чтобы не принести в жертву удивительный реализм, присущий идеальному рупору.
Эффективность рупорной системы обычно составляет от 30 до 50 % = очень внушительное значение по сравнению с 2 — 3 % фазоинверторного и меньше чем 1 % для закрытого оформления. Основными причинами недостаточной популярности рупоров являются их размеры и высокоя стоимость. Полный размер басового звена, даже удачно свернутого в корпус, будет намного большим, чем фазоинвертора или закрытого ящика с сопоставимым значением нижней граничной частоты. Но, хотя иногда встречаются курьезные проекты прямых рупоров длиной 6 м, превосходные результаты могут быть получены и от рупоров более удобного размера; например, полная система может быть свернута в корпус объемом всего 150-200 литров, что уже вполне приемлемо для использования в помещении. Стоимость изготовления корпуса обычно рассматривается в качестве главного препятствия, что совершенно справедливо, поскольку объем работы по изготовлению свернутого рупора существенно превосходит таковой для других видов оформлений. Кроме того, эта работа требует высокой квалификации исполнителя и плохо приспособлена к ¦поточным¦ методам. Однако это ни в коем случае не означает, что построение свернутого рупора находится за пределами способностей подготовленного самоделыцика, не говоря уже о профессионалах, и именно для них предназначена данная статья.
Хотя ранние акустические граммофоны, фонографы, а также первые ¦электрические¦ преобразователи 20-30-х годов использовали рупоры самых разных видов, впоследствии прогресс этого вида оформления практически остановился. Конечно, отдельные фирмы производят рупорные громкоговорители, и редкие статьи в технической прессе вызывают временный подъем интереса, но, за исключением классических трудов Олсона (Olson), Беранека (Beranek) и еще нескольких публикаций, вышедших до 1940 года, информации, доступной желающим спроектировать и построить рупор, крайне мало. Что касается публикаций на русском языке, то их вообще практически нет. Данная статья преследует цель хоть в какой-то степени удовлетворить интерес со стороны энтузиастов.
После краткого исторического обзора в статье будет рассмотрена теория громкоговорителя с рупорной нагрузкой, а также объяснены отправные пункты, принимаемые во внимание при проектировании рупоров. Кроме того, будут изучены различные компромиссы, применяемые при проектировании, в особенности в области способов ¦сворачивания¦ и влияние этих компромиссов на качество звучания.
Предисловие
В течение многих тысяч лет известно, что, если звук пропустить через трубу с маленьким отверстием с одной стороны и большим = с другой, то он заметным образом усилится. С библейских времен человек использовал рога животных и другие встречающиеся в природе ¦рожки¦ как в качестве музыкальных инструментов, так и в качестве мегафона. В 1877 году Томас Эдисон приставил рожок из олова к своему примитивному фонографу, чтобы согласовать крошечные колебания диафрагмы с акустической нагрузкой в виде воздуха в помещении. У большинства людей термин ¦рупор граммофона¦ вызывает в воображении образ ранних граммофонов или фонографов, разработанных примерно между 1890 и 1912 годами, когда все использовали внешний рупор.
В тех рупорах использовалось множество профилей расширения: в самых ранних моделях, главным образом, прямой конический; в более поздних граммофонах этого периода использовали большие расширяющиеся рупоры с прямолинейной или изогнутой осью, в зависимости от длины и общего дизайна всего изделия. Анализ этих ранних рупоров, выполненный на основе современных знаний в области акустики, показывает, что в то время недостаточно хорошо понимали принцип действия рупора как акустического трансформатора. Это тем более удивительно, поскольку лорд Рэлей (Lord Rayleigh) проанализировал ¦передачу акустических волн в трубах изменяющегося сечения¦ в статьях ¦¦ 265, 280 своего классического трактата ¦Теория Звука¦, изданного еще в 1878 году.
Лорд Рэлей в статье ¦ 281 дал анализ прохождения звука через коническую трубу, а также сделал интересное заявление, что ¦если отрезок трубы изменяем, то проблема колебаний воздуха в его пределах вообще не может быть решена¦. В течение первых нескольких лет после публикации результаты лорда Рэлея имели лишь чисто научный интерес, который возрос к рубежу столетий в связи с появлением граммофонов, большинство из которых как раз использовали конические рупоры, как, например, в ранних моделях HMV (известные по рекламе с собакой, слушающей хозяина = His Master’s Voice).
После 1912 года множество производителей представило рупоры, свернутые в той или иной степени, чтобы поместить их внутрь корпуса граммофона. Эти модели из-за их компактности и пригодности в качестве элемента мебели активно присутствовали на потребительском рынке течение следующих 12 лет (даже в те далекие дни энтузиастам было не всегда легко убедить своих жен в том, что аппарат с торчащей из него здоровенной трубой является наилучшим украшением гостиной).»

Перед тем как перейти к техническим вопросам сразу сделаю оговорку: описываемый здесь вариант построения акустики – сугубо компромиссный, и компромисс здесь между размерами, стоимостью, трудоёмкостью и желаемым результатом.
Не секрет, что для получения нормальных «рупорных басов» на частоте 30-50 Гц требуется рупор длиной 5-6 м с площадью устья 2-3кв.м. Для нормальных домов и квартир эти габариты излишни, даже если использовать т.н. свёрнутый рупор — улитку. Кроме всего прочего предпочтительно использовать широкополосные динамики с очень низкой добротностью, не более 0,5 (предпочтительно в районе 0,25-0,3). Стоимость таких динамиков так же не порадует рядового любителя музыки.
Предлагается компромиссный вариант акустики, в котором роль воспроизведения самых низких частот ниже 100 Гц отводится фазоинверторному сабвуферу (для экономии жилого пространства )), а остальные частоты от 100Гц (мидбас, СЧ, ВЧ) воспроизводятся автоакустикой, оформленной в наборные рупорные корпуса среднего размера, выполненные из вырезанных на лазере фанерных профилей, стянутых резьбовыми шпильками. Данное оформление называется back loaded horn (обратнонагруженный рупор). Наиболее реалистичное звуковоспроизведение происходит в тех случаях, когда обеим сторонам диафрагмы «позволено» излучать звук в пространство.
Результат который планируется получить: придание рупорного окраса, чёткости и реалистичности в звучании значительному звуковому диапазону (100-3000Гц), воспроизводимому рупорной акустической системой (АС)), в то время как низкие частоты воспроизводятся сабвуфером, а высокие – твитером без рупорного оформления (в то же время твиттер можно оформить небольшим фронтальным рупором широкого раскрыва).
Выбираем динамики с низкой добротностью, мощной магнитной системой и доступной ценой.
Для экономии места в помещении выберем динамики 6,5′

Читайте также:  Половички своими руками без крючка

Как пример из отечественных можно приобрести НОЭМА 100ГДШ65-4 с добротностью 0,48 за 2500тр/шт

По размерам этих динамиков будем делать расчёты корпусов.
Исходные данные:
Диаметр обратно нагруженного рупором динамика: 6,5 дюймов
Расчётная частота рупора: от 100 Гц
Профиль кривой для построения расширения рупора – трактриса (tractrix):

yoAAAgNSu A 960

Для компактности АС в расчётах примем расположение колонок в углах комнаты прослушивания.
Расчёт
Рассчитываем геометрические размеры рупора по таблицам из статьи «Проектирование рупорных громкоговорителей»:

Источник

УСИЛИВАЕМ ГОЛОС СВОИМИ РУКАМИ

0Когда мне понадобился мегафон, я ознакомился с ценами на промышленные китайские изделия: как оказалось, стоили они от 1500 до 8000 руб., и счёл, что подобный прибор могу собрать за пару часов своими руками. Мегафон (или громкоговоритель), электрическую схему которого рекомендую и привожу далее, будет полезен при проведении спортивных состязаний, в рекламе, в условиях постоянного повышенного шума, для игр с ребёнком и даже в микроавтобусе для трансляции информации пассажирам на задних сиденьях.

Правилами дорожного движения, действующими сегодня в РФ, не разрешается применение водителями и пассажирами громкоговорящих устройств (кроме автомашин оперативных служб), поэтому использовать предлагаемое устройство можно в других целях, не запрещённых законом, то есть не вне, а в самом салоне автомобиле. Признаюсь, что специально планировал устройство именно как автомобильный мегафон для поездок в большой компании в моём минивэне.

Схемное решение устройства доступно для повторения не только радиолюбителю, но даже автовладельцу с небольшим опытом в радиотехнике. Настраивать схему не нужно, при исправных элементах и правильном монтаже устройство начинает работать сразу. Причём неискажённая громкость такой самоделки не уступает этому параметру недорогого промышленного китайского аналога.

Отличительными особенностями предлагаемой разработки являются: большой коэффициент усиления, простота и надёжность схемы, её ориентация на автономную работу (от батарей или аккумуляторов с суммарным напряжением 12 В), отсутствие двуполярного питания.

Итак, мегафон представляет собой схему, многократно усиливающую (в сотни раз) уровень входного сигнала. Рассмотрим подробнее принцип работы и саму электрическую схему устройства (рис. 1).

Микросхема DA1 представляет собой усилитель мощности с выходной мощностью 2 Вт при нагрузке 4 Ом для работы в звуковых трактах аппаратуры и включена по классической схеме.

Однако, поскольку с выхода микросхемы усиленный сигнал подаётся на «раскачивающий» транзисторный каскад, усилитель мощности имеет более высокую выходную мощность, достигающую, по моим данным, 4,5…4,8 Вт при напряжении питания 12 В. Этой мощности вполне достаточно, чтобы, не надрывая голос, вести экскурсии на улице или голосом информировать слушателей, расположившихся на задних сиденьях минивэна или микроавтобуса.

1

Рис. 1. Электрическая схема устройства

На высокоомном входе микросхемы подключается высокочувствительный микрофон, взятый мною от старого сотового телефона Nokia3310 (впрочем, по внешнему виду подходят и микрофоны от других сотовых телефонов, к примеру, микрофоны LG KP500, KP501, KC910, KF510 и др.). Могут подойти электретные микрофоны типа МКЭ – в этой серии несколько моделей, но наиболее популярен МКЭ-3).

Как видно из схемы, устройство реализовано на одной микросхеме-усилителе К174УН5, благодаря чему достигается усиление сигнала (без потерь качества).

Выход микросхемы подключён к выходному каскаду на комплементарной паре кремниевых транзисторов, которые в данном исполнении обеспечивают десятикратное усиление сигнала ЗЧ (возможные варианты замены транзисторов показаны на рис. 1). Оксидный конденсатор C3 (на рабочее напряжение 25 – 35 В) необходим для исключения составляющей постоянного напряжения на динамической головке (защищает её при пиковых значениях сигнала).

Ёмкость конденсатора не желательно изменять ниже, чем 200 мкФ, поскольку от этого зависит и максимальная амплитуда сигнала ЗЧ на выходе усилителя. В роли C3 хорошо работает оксидный конденсатор фирмы Tesla.

Цепочка R2С2 – компенсационная; она предотвращает искажения звука.

Однако при первом включении сам радиолюбитель может решить, исходя из особенностей применения динамиков и транзисторной пары, есть ли в этой цепи необходимость. Таким образом, указанную RС-цепочку можно без последствий из схемы исключить.

На практике выяснилось, что можно предусмотреть плавную регулировку уровня громкости (мощности) устройства, применив вместо резистора R3 переменный резистор сопротивлением 22…33 кОм серии В (с линейной характеристикой). Вывод 3 микросхемы К174УН5 в таком случае подключается к среднему выводу переменного резистора.

Изменяя ёмкость конденсатора С1 в пределах 0,05 – 1,5 мкФ, можно в небольших пределах корректировать громкость звука и тон сигнала. Его допуск возможен на 10-15 %.

Микросхему DA1 необходимо в обязательном порядке устанавливать на теплоотвод.

Не рекомендую это устройство ориентировать на сетевой источник питания, поскольку приведённая здесь схема изначально рассчитана на автономное питание от батарей – для переносного устройства усиления http://mygolos.org/ голоса. Более того, микросхема К174УН5 не защищена от случайного увеличения напряжения питания и работает при напряжении 12 В ± 10% (максимальное напряжение 13,2 В; его длительное время данная микросхема также не выдержит). Зато она имеет большую экономичность, почему и была выбрана для столь необычной схемы с автономным питанием от батарей или аккумуляторов; ток потребления К174УН5 всего 30 мА.

2

Рис. 2. Электрическая схема микрофонною усилителя-адаптера для динамического капсюля сопротивлением 70…200 Ом и выше

Вместо указанной на схеме динамической головки подойдут современные: YDP5090-11, динамик ВС25SC55-04 или, у кого есть, старый «советский» 6ГДВ-5Д.

В той же схеме можно использовать не только высокочувствительный конденсаторный или электретный микрофон, но и динамический капсюль, к примеру, типа ДЭМШ. Электрическая схема-адаптер для динамического капсюля представлена на рис. 2.

Выход этого микрофонного усилителя на транзисторе VT1 следует подключить в разрыв проводника, идущего от регулирующего резистора R3 и конденсатора С1.

Элементы (R1 и С1 в таком случае из первоначальной схемы (рис. 1) удаляются. Транзистор VТ1 выбран с большим коэффициентом усиления и обеспечивает передачу сигнала около 40 дБ при использовании совместно с капсюлем типа ДЭМШ.

Вместо указанного на схеме транзистора можно применить транзисторы КТ373А, КТ342В, КТ3102А. Оксидные конденсаторы С1 – С3 в данной схеме применяются на любое рабочее напряжение.

ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА

При пайке/монтаже микросхемы соблюдайте осторожность; не перегревайте выводы. Производитель К174УН5 советует соблюдать продолжительность пайки вывода не более 3 с, интервал между пайками соседних выводов – 10 с.

Длина проводников от выводов микросхемы должна стремиться к минимуму – для уменьшения влияния паразитных связей.

А. КАШКАРОВ, г. Санкт-Петербург

Источник

Бешеной собаке семь верст не крюк, или Как сделать отличный рупор за максимальное количество времени

614cacb757b853c3d8300736a7a774da

Довольно часто люди, видя готовый продукт, полагают, что его сделали какие-то сверхлюди или корпорации, что до их умения и производственных возможностей нереально дотянуться, а раз так — то не стоит и пытаться. Эта статья о том, как автор прошел путь от, скажем прямо, уродских самоделок до Вау-продукта, а именно — рупорной акустики Operly. Возможно, это сподвигнет кого-то на самостоятельные поиски интересных инженерных решений.

Вступление. Как я стал писать эту статью

Всем известно, что Россия — не самая дружелюбная страна для соотечественников, делающих что-то новое (да и вообще — делающих хоть что-то). Мы с гораздо большим интересом следим за иностранными веяниями и с большИм скепсисом воспринимаем инновации от наших соплеменников, полагая, что все, что «у них» — классно, а то, что «у нас» — как минимум, сомнительно. В результате, даже хороший продукт крайне трудно донести до потребителя, если ты не олигарх и не можешь втупую угрохать на рекламу миллионы вечнозеленых.

Надо сказать, есть, конечно, и приятные исключения: несколько аудиожурналов согласилось прослушать наш сетап и написать свои впечатления — большое им за это спасибо. Кое-кто отказался сделать это бесплатно, а заказные статьи — не наш путь. С редакцией stereo.ru мы договорились устроить прослушивание в 2020 году с условием, что перед этим я напишу сагу на тему «как это было». Собственно, почему бы нет — такие примеры помогают быстрее переводить желаемое в действительное и мотивируют на подвиги. Скажу сразу, тут описывается около 1% всех экспериментов и трудностей, с которыми проекту пришлось столкнуться и преодолеть. Много тем осталось не раскрыто. Если у читателя возникнут вопросы — пишите в комментариях, постараюсь ответить каждому.

Знакомство

Итак, давайте познакомимся. Я — Константин Румянцев, инженер и зачинщик проекта Operly, который уже имеет некоторую известность в аудиофильских кругах. Мои школьные увлечения — электроника и музыка. Соответственно, имею два образования на интересующую нас тему: по первому я — физик (кафедра радиоэлектроники), а по второму — преподаватель классической гитары. Получены именно в такой последовательности. Оба образования очные — что называется, «от звонка до звонка».

Кроме того, я лет 10 занимался рок-н-роллом. Собственно, я и хотел после школы пойти в технический вуз, чтобы конструировать усилители НЧ, но именно такой специальности не нашел, поэтому ближайшее направление — кафедра радиоэлектроники. Выпустился в 1994-м. Наверное, если бы страна именно в тот период не переживала такие потрясения, я бы сразу занялся конструированием аудиотехники, но тогда такое творилось. Не до электроники. В общем, когда стало поспокойнее, я хотел попробовать реализовать свою давнишнюю мечту.

Еще одна моя мотивация — подрастала дочь, Софья. На момент старта проекта ей было 13 лет. Дети — они как губка. Что вокруг — то они и впитывают, бесполезно им что-либо втолковывать, это просто должно быть частью их жизни. Софья росла умной, технически подкованной, современной девушкой. Мне удалось привить ей правильный музыкальный вкус: Deep Purple, AC/DC, Black Sabbath, Rolling Stones — ее любимые группы. Мне хотелось, чтобы она тоже была вовлечена в процесс конструирования и изобретательства.

Читайте также:  Ремонт карбюратора триммеров бензиновых своими руками

По себе знаю, что пока руками сам все не пройдешь — никакие самые умные книги не дадут даже примерной картины реального НИОКР. Понятно, что основную работу делал я, но и Софья мне помогала — я давал ей задания: перевести что-то на русский, поменять динамики и т.д., к тому же я с ней всегда советовался и делился соображениями, мы обсуждали новые идеи. Было приятно наблюдать, как растет ее самостоятельность и можно было поручать ей все больше и больше. В итоге, она начала проявлять инициативу, вовлекаться в процесс все больше, смотреть на проект с точки зрения предпринимательства, что не может меня не радовать.

MARK 1: динамик с обратной стороны деки лучше, чем с передней

Как-то так повелось, что технические названия своих моделей я маркирую, как Тони Старк костюмы Железного человека (это мы с дочерью так прикалываемся). Соответственно, первая модель — Марк 1. И это ни разу не рупор, и вот почему: мои размышления далеко не сразу привели меня к этому типу акустического оформления. Поначалу я, как и подавляющее большинство, мыслил категориями ЗЯ (закрытый ящик — это такая коробка) и/или ФИ (тоже коробка, но с отверстием и трубой внутри).

Итак, первая модель, она же MARK 1, была классический ЗЯ. Там была применена довольно хитрая система глушения внутри корпуса, принцип которой я взял из СВЧ-техники. Мне не хотелось на этом этапе заморачиваться с многополосной системой и я остановился на широкополосном динамике.

MARK 1 имел несколько итераций, которые дали много полезного опыта:

• Установил ШП в корпус — ну так, звук как звук, низов не густо, ничего особенного

• Укрепил корпус (особенно переднюю панель) — звук стал точнее, еще укрепил — еще точнее. Последняя итерация — стальное ребро жесткости на передней деке. В такой конфигурации точность образов, артикуляция были уже весьма приличными и по этим категориям обгоняли обычные многополоски среднего ценового диапазона. Ко мне как-то пришел владелец начальных Focal (3 000 долларов) и сказал, что я его сильно удивил.

• Пожалуй, самый важный опыт, который больше всего повлиял на мое дальнейшее развитие и который я далеко не сразу осознал. В пылу эксперементаторства я поменял динамик на более качественный, но корзина у него была немного больше. Мне было лень увеличивать на несколько миллиметров посадочное место и я, как «самый умный», прикрепил динамик с внутренней стороны корпуса, а переднюю кромку просто срезал ножом под углом. С этим динамиком звук был на голову выше, но корявый вид такого решения решительно не устраивал. В конце концов, посадочное место было выпилено по размеру корзины, все сделано аккуратно, динамик прикручен с лицевой стороны корпуса. И знаете что? Мне не понравилось.

Что-то неуловимое изменилось, как-то меньше волшебства стало. Нет-нет, на измерениях все было то же самое, но я не для того четыре года в училище играл на гитаре с утра до ночи, чтобы ошибаться в таких вещах. Но в то время, как и у большинства коллег, мое понимание звука крутилось вокруг АЧХ, ФЧХ, TDH и т.п. — в общем, было недостаточным, чтобы правильно сделать выводы. Я тогда так и не понял, что произошло, но этот момент у меня четко отложился в памяти.

Это теперь я понимаю, что закрепив динамик с тыльной стороны и сделав ножом расширяющийся профиль получился примитивный рупор. Тогда мне эта мысль не пришла в голову, но села занозой в голове. Мои усилия на тот момент сводились к поискам акустического оформления, позволившего поднять низ, которого откровенно не хватало.

81fc05a dec0 4147 afa1 97a7fa7bfb61MARK 1, динамик загружен с тыльной стороны передней панели

Поковырявшись вволю с ЗЯ и переделав его на ФИ, я понял, что максимум возможного в таком оформлении — получение результата, который уже получили другие такие же «умники», что означало встать в длиннющую очередь к сердцу потребителя. Быть стотысячным в очереди мне не хотелось и я решил продолжить поиски.

Кстати, был тут и еще один исключительно полезный опыт: когда я вносил изменения в конструкцию, я сперва собирал одну колонку, потом включал ее, и если эксперимент признавался удачным — собирал вторую, а первая, соответственно, играла, пока я ковырялся со второй. Так вот, каждый раз, когда включалась пара — это было не очень хорошо, но через какое-то время все настраивалось. Это отмечали и Софья, и ее друзья, и мои друзья, т.е. люди неподготовленные. Выводы такие: малейшая неидентичноость в колонках разваливает стереокартину, поэтому крайне важно делать максимально идентичные корпуса, а перед тестами динамики надо прогревать.

MARK 2: прорезав отверстие в перегородке, я понял — звук перестал «зажиматься»

Работая над предыдущей моделью, я читал кучу литературы по акустическому оформлению и мой взгляд упал на оформление под название «Труба Войта», она же — TQWP. Как и большинство начинающих аудиоконструкторов, я видел идеал в идеальной АЧХ — типа «выровнял частотку и будет тебе щастье». TQWP вполне подходило на претендента, ведь она обещала не очень сложную конструкцию и превосходный (на измерениях) результат.

f88ed5e 267e 4005 a8be 9c702ba86a79MARK 1: динамик с лицевой стороны панели, стальное ребро жесткости

Ну заказал я раскрой, собрал, все «по науке». Поэксперементировал с демпфирующим материалом. Вроде и баса больше, и динамики те же, но звук — невозможная плоскотня. Каждый, кто имеет музыкальное образование уровня училище/консерватория знает, что поиск «своего» звука — одно из важнейших составляющих обучения. Звук должен быть круглым, крепким, летящим.

Звук — неотъемлемая часть музыканта и произведения. Когда годами работаешь над звуком, по-другому относишься к тому, что прилетает из колонок, больше раздражаешься что ли, если звук корявый. В MARK II звук был исключительно корявый, хотя его АЧХ была намного ровнее, чем у MARK I. Парадокс, однако.

4baa0e8 f837 4691 9095 d5b6350d445dМарк 2, Труба Войта (TQWP) — стоит и поныне у приятеля

Уже сам не понимаю, как я пришел к следующему действию — будем считать, что это интуиция. Дело в том, что в TQWP есть перегородка, которая располагается за динамиком: я психанул, взял фрезу 50 мм и прорезал в перегородке отверстие прямо по оси динамика. О чудо, «плоскотня» пропала. Теперь эти колонки можно было слушать вполне нормально, без раздражения. Кстати, НЧ не изменились.

Вывод из этого эксперимента такой: за динамиком должно быть как можно больше свободного места. Всякое сжатие воздуха калечит звук.

MARK 3: еще одна неудачная идея

Так как TQWP был, в некотором смысле, обратный рупор, то почему бы не сделать настоящий обратный рупор? С математикой у меня, как можно догадаться, все в порядке — я сделал расчет сечений экспоненциального рупора с предрупорной камерой. Так как на тот момент у меня не было никаких производственных площадей — лишь взятое в аренду помещение площадью 12 кв.м. — вопрос, как сделать такую нехилую конструкцию, стоял весьма остро. Раскрой корпуса-то я заказал, но сам обратный рупор решил сделать из пенопласта. Это же очевидно: простой в обработке материал, дешевый, легко придать форму, будет относительно нетрудно пропилить в нем расширяющийся профиль и получить искомое.

19a6c1e 1554 4d22 abfa 5596bef0ebd0MARK 3, пенопластовый рупор — дурацкая идея

Сказано — сделано. Получилась полная лажа. То есть Mark 3 был даже лучше предыдущей модели, но низ был вялый, неэнергичный, тухлый, бубнящий, хотя само его количество было отличным. Идея сделать рупор из пенопласта оказалась возмутительно дурацкой, ведь это для глаз пенопласт твердый, а для звука он вполне себе рыхлый — и чем ниже частота, тем глубже волна проникает в материал, и одному Богу понятно, что там с чем складывается и вычитается.

6ec4931 d8eb 4b0c 9d76 a4b6018f3b62MARK 3 в собранном виде

Можно смело утверждать, что любая формула расчета рупора предполагает наличие абсолютно жесткой стенки. Чем дальше стенки рупора от абсолютно жестких — тем дальше звук реального рупора от расчетного. И наоборот: чем жестче — тем ближе результат к идеальному рупору. Полагаю, что основная часть недоброжелателей рупора как раз и имела опыт с недостаточно жесткой или резонирующей стенкой рупора и вместо прекрасного открытого звука получала труднопонятный микс, который многие ошибочно считают «рупорным звуком, который я не люблю».

MARK 4: если пенопласт рыхлый, то бетон жесткий

Действительно, бетон — превосходный материал: он дешев, акустически инертен. MARK4 я уже проектировал как коммерческую модель. 400 мм в ширину, 600 мм в глубину. Почему именно эти размеры? Потому что если читатель пойдет на сайт ИКЕА и посмотрит, какие бывают, например, столешницы и/или глубина шкафчиков, то 400-600-800 мм — самые употребительные. Полагаю, привязываться к работающим стандартам — это правильно и сильно облегчает жизнь. Вернемся к MARK IV. Как обычно, встал вопрос, как это все изготовить на 12 кв.м.

Идея была такая: я вырезаю негатив обратного рупора из пенопласта, этакую расширяющуюся колбасу, использую его как форму, «накатываю» на него стеклопластик — получается матрица-позитив рупора — а потом заполняю матрицу монтажной пеной (получается такая же «колбаса»), вынимаю из половинок, склеиваю, монтирую в деревянном корпусе, заливаю бетоном, а потом, когда застынет, просто выдираю пенопласт из бетона, получая искомый профиль расширения. Это, кстати, довольно крутая идея для самодельщиков, которая позволяет безо всяких ЧПУ, дешево и сердито, получить любую форму.

52f26f2 3056 4efd ba2c 961ed15a5a91MARK 4 с прямым рупором из вспененного композита и крашенный блестками (идея дочери), которые смотрятся довольно спорно. Тут установлен тот самый 4а28

В этой модели предполагался прямой рупор из вибробетона. Однако производитель, с которым у нас был договор, потянув резину полгода, вернул деньги — пришлось делать прямой рупор самому из вспененного композита. Этот материал намного лучше пенопласта, но дорогой и тоже недостаточно жесткий.

cbc72b6 8910 4c7c 8272 07bb49850e3fНегатив прямого рупора для Марк 4 из шпатлевки и покрытый эпоксидкой. Видите гвоздик в центре? На него насаживался фанерный профиль рупора, и вращением получалась требуемая поверхность

MARK IV звучал уже довольно хорошо. На некоторых жанрах — превосходно. Еще бы: бетон жесткий, безрезонансный — не то что пенопласт. Чтобы вписать модель в кухонные размеры, было принято решение делать ее на 10-дюймовом динамике, и это сократило длину обратного рупора — одну из причин больших размеров всех обратных рупоров.

Проблема в том, что мне не удалось найти достаточно качественные 10-дюймовые динамики, чтобы они, во-первых, изготавливались серийно, во-вторых, имели высокие хотя бы до 17–18 кГц и приемлемо стоили. Даже купив Аудионирвану, я остался неудовлетворен. Больше всех мне понравились 4а28. Но во-первых, они уже не выпускались, а НОЭМА, которая вроде как считается наследницей, выпускает динамики совсем для других целей (их я тоже пробовал). Во-вторых, ВЧ все-таки не хватало, и в-третьих, эти динамики хорошо работали в весьма узком диапазоне громкостей: чуть погромче сделаешь — и диффузор начинало перекашивать. Опыты с коаксиалами мне тоже не понравились: измерения измерениями, но звук какой-то нецельный. У меня до сих пор в подвале несколько полок завалены 10-дюймовыми динамиками самых разных моделей.

Читайте также:  Подушка с платьем своими руками

• бетон — хотя и акустически подходящий материал, к тому же дешевый, но грязный в производстве, долго набирает прочность, неудобный при работе с деревом по причине влажности и очень тяжелый. На потоке эта технология вызывала вопросы.

• сама модель имеет коротковатый рупор и выходное устье недостаточного размера — в результате дает неравномерность на НЧ.

• главное — не нашел динамик, который достаточно понравился. Оглядываясь назад, я думаю, что не дожал эту модель. Теперь я знаю ребят, которые бы сделали 10 дюймов с нормальным верхом. Возможно, я когда-нибудь вернусь к этой модели или к этой технологии, как к самой дешевой для производства рупора из возможных.

MARK 5: лаконичность, лаконичность и еще раз лаконичность

К концу 2015 года мое понимание идеальной АС описывалось следующими тезисами:

• полный рупор (прямой и обратный);

• абсолютно жесткий корпус;

• минимум сочленений — желательно, вообще без них;

• 8-дюймовый динамик. Больше размер — страдает верх, меньше — страдает низ. 8 дюймов — оптимально;

• максимальные размеры основания: ширина — 600, глубина — 800 мм. Примерно столько занимает человек, сидящий на обычном офисном стуле, если подожмет ноги — то есть весьма компактно;

• оригинальный внешний вид;

Это сейчас кажется, что все очевидно, что никак не возможно было иначе нарисовать. Но учитывая, что каждые 1–2 дня я начинал рисовать все заново, а первый приемлемый макет профиля, от которого меня не стошнило, появился месяца через полтора — можете сами посчитать, сколько попыток было сделано. И это только начало.

8d368ee 51e6 401d a1ae fb077b8fbe62Марк 5. Эскиз карандашом, первая 3D-модель, фото готового изделия.

Когда я еще мучился над эскизом, я постоянно спотыкался вот об какой вопрос: как монтировать динамик в полном рупоре? Просматривая тысячи (ну реально тысячи!) рупорных конструкций, я не получил ответ на этот вопрос. Если бы это был просто обратный рупор, все понятно: изготавливаем обратный рупор и грузим с лицевой стороны динамик. Если бы это был только прямой, то все наоборот: монтируем с обратной стороны рупора динамик и нет проблем.

С полным рупором вечная засада: либо горло прямого рупора должно быть не диаметра диффузора динамика, как нужно при расчетах, а сильно шире, чтобы корзина динамика в него поместилась. Либо прямой рупор должен как-то монтироваться поверх корзины динамика, тогда он обязан быть съемным для целей ремонтопригодности, то есть уметь как-то пристегиваться или прикручиваться у обратному рупору. Все эти решения мне не нравились, т.к. нарушали основные правила:

• горло прямого рупора должно строго примыкать к диффузору динамика. Помните опыт с MARK 1, когда получился небольшой, буквально 2 см, рупор? Точность исполнения горла рупора — залог четкой звуковой картины и божественного рупорного звука, поэтому вариант с прямым рупором, у которого горло имеет диаметр, позволяющий поместить корзину динамика — не годится.

• не должно быть сочленений, ибо каждое сочленение калечит звук, а резьбовое соединение, на котором висит довольно тяжелый прямой рупор, при постоянной вибрации вообще непонятно как себя поведет со временем — так что прикручивать рупор поверх корзины динамика тоже не вариант.

• лаконичность внешнего вида не позволяет делать всякие фланцы под нормальные болты.

Итак, еще при разработке эскиза мне пришла идея нарушить геометрию прямого рупора на размер корзины динамика и крепить динамик прямо к обратному рупору. Это свяжет динамик с нехилой массой колонки, что есть хорошо, а нарушенную геометрию можно восстановить компенсационным кольцом, которое надевается поверх динамика и восстанавливает геометрию прямого рупора (красное кольцо поверх динамика — это оно и есть). Идея крепить поверх корзины не весь рупор, а только кольцо, которое продолжает геометрию прямого рупора и точно примыкает к диффузору, на первый взгляд очевидная, однако позволяет решить все проблемы:

• прямой рупор и обратный теперь одно целое — отпала необходимость их делать порознь и потом монтировать.

• прямой рупор четко примыкает в диффузору динамика.

• отпала нужда во всяких фланцах — теперь прямой рупор «перетекает» в обратный, все лаконично и технологично.

Дальше была длинная история, как я мучился с 3Д-дизайнером, который в конце концов нарисовал 3Д-модель, выбор цвета и длинная эпопея с изготовлением.

9f360c7 2bc1 45f0 bfe3 6118071b4bedСамый первый, еще только компьютерный, вариант в красно-черном цвете, который мне сделал знакомый дизайнер. В этом цвете потом был исполнен первый комплект. Это цветовое решение и поныне основное.

После первого же прослушивания стало понятно, что эта версия рупоров просто обязана быть коммерчески привлекательной — она сочетала в себе все основные моменты:

• имела отличный нескомпрессированный звук. Как сказал один из покупателей, когда мы играли Винил Джеме 2017: «как будто окно открыли» — это он после прослушивания намного более дорогих сетапов, а одна женщина даже всплакнула (правда-правда).

• имела, я бы сказал, выдающийся внешний вид.

• была технологичной и повторяемой.

Эту модель уже можно было показывать широкой публике, и она получила название Intelligence, как бы намекая, что интеллигентная музыка будет звучать наилучшим образом. Под интеллигентной музыкой тут понимается классика, джаз, хор, не очень тяжелый рок, акустические жанры и т.п.

MARK 5.5: официальное название — Intelligence II

Несмотря на то, что MARK 5, в принципе, была уже весьма хорошей акустикой, я-таки посчитал необходимым ее улучшить.

Главное улучшение — обратный рупор. У MARK 5 обратный рупор имел ось параллельную полу. Для сидящего на расстоянии 2–3 м человека это было вполне нормально, но для выставок это было не очень хорошо, т.к. почти всегда люди на выставках слушают стоя, их голова находится выше верхней точки прямого рупора — очевидно, что в такой ситуации прямой рупор «стреляет» прямо в голову, а обратный — в ноги. Поэтому в MARK 5.5 ось обратного рупора «стреляет» немного вверх — так, чтобы иметь точку сведения с прямым рупором на расстоянии 2,7 м. Это лучше для выставок, да и дома тоже жить помогает.

Далее, перепроектировав профиль обратного рупора, удалось понизить частоту среза и на 25% увеличить его площадь, улучшив неравномерности на НЧ. Длина обратного рупора также была увеличена с целью повысить отдачу на НЧ.

Ну и всякие технологические моменты учтены: у MARK 5.5 устья прямого и обратного рупора находятся в одной плоскости — это делает более удобной упаковку изделия и транспортировку на большие расстояния. Теперь его можно положить «мордой вниз» на пенопласт, упаковать в коробку и отправлять куда угодно. Так, на выставку в Китай колонки приехали без приключений, обратно так же.

С этой моделью я и дочь возились больше всего, было проведено огромное количество экспериментов, отслушано огромное количество музыки на разных динамиках и на разном усилении. Главный показатель, который был решающим — это комфорт жизни. Да-да, не АЧХ, не ФЧХ и прочие измерения, а способность системы вовлекать слушателя, не утомлять слушателя, не мешать общению. Музыка не должна менять домашний ритм — типа «когда я слушаю музыку — все вынуждены замолчать».

Все стопятьсоттысяч раз, когда при воспроизведении музыки я переставал слышать, что говорят домашние (имеется в виду спокойный разговор из разных точек гостиной) — всегда это означало, что в тракте есть какая-то грязь. Иногда это касалось колонок, иногда других частей тракта, но это всегда можно было исправить. Вывод такой: если на громкости 85–90 дБ людям приходится повышать голос, чтобы услышать друг друга на расстоянии 3–5 метра — надо разбираться со звуковым трактом, кто-то там калечит звук.

В некотором смысле, модель Intelligence II — идеальный полный рупор. Он жесткий, он компактный, он круглый, он широкогорлый, он дает превосходную звуковую картину и очень быстрый, очень хлесткий бас. Благодаря конструкции и отсутствию кроссоверов модель очень благодарна к качеству звукового тракта, любое улучшение будет сразу заметно (ухудшение, правда, тоже). Конечно, для такого компактного размера невозможно сделать мощный инфраниз, который многие любят (тогда бы рупор был просто исполинский), но, в конце концов, для этого есть сабвуфер — относительно недорогой девайс, которым можно пользоваться в таких случаях.

Конечно, история производства и доводки MARK 5 — и, особенно, MARK 5.5 — далеко не такая безоблачная. Были решены масса технический и технологических вопросов, внесены масса улучшений (от динамиков, терминалов, проводов, типов крепления до силы прижима кольца и т.п.) Люди, которые слушали первый MARK 5.5 на «Винил джеме» в марте 2019 и в ноябре-декабре этого же года, могли убедиться, что новые MARK 5.5 звучат еще лучше — прогресс налицо.

9de5d3d c7df 4e3e 831e 863574c140f3Фото модели Intelligence II с одного из мероприятий. Правда, красиво?

Но самое главное в этом повествовании: не надо бояться делать что-то новое — неоткрытых идей и решений полно. Не всегда нужны миллионы, чтобы что-то производить или разрабатывать. Россия — крайне креативная страна с прекрасными и очень умными людьми. Впихнуть невпихуемое — в нашем национальном характере.

И еще: привлекайте детей к техническому творчеству. Это и веселее, и приятнее. У вас будет общий проект, и, когда ребенок вырастает, очень и очень важно, чтобы у вас были общие интересы — особенно в переходный период. Если проект умрет — у вас будут общие воспоминания. Если раскачается — вы получите прекрасного помощника, который в теме, который замотивирован иначе, чем наемный сотрудник, который вырос вместе с проектом и разбирается в нем.

Дети намного серьезнее погружаются в процесс, когда понимают, что все взаправду, когда есть результат, когда (особенно важно!) можно похвастаться перед сверстниками. Мне очень приятно работать с дочерью, она — умница и помощница, толковая девочка, на нее можно положиться, очень важный человек в нашей небольшой команде, я активно передаю ей свой опыт руководства бизнесом и, что не может не радовать, у нее есть все, чтобы стать лидером и успешно тащить большой проект. В общем, дерзайте — и все у вас получится.

Источник

Adblock
detector