Создайте акустическую систему своими руками за выходные

В статье подробно рассматривается процесс создания собственной акустической системы с нуля за выходные. Описан выбор компонентов, сборка корпуса, отделка, схемотехника, настройка звучания. Даже человек без опыта в аудиотехнике сможет собрать такую систему, следуя пошаговым инструкциям в статье.

Выбор компонентов акустической системы

Для создания собственной акустической системы своими руками за выходные в первую очередь потребуется выбрать подходящие компоненты. Это ключевой этап, от которого зависит конечное качество звучания.

В состав типовой двухполосной акустической системы входят следующие элементы:

• НЧ-динамик (вуфер) - воспроизводит низкие частоты
• ВЧ-динамик (твитер) - воспроизводит высокие частоты
• Кроссовер (фильтр) - разделяет сигнал на НЧ и ВЧ диапазоны
• Корпус (ящик) - формирует акустические свойства

При выборе НЧ-динамика следует обращать внимание на такие параметры как диаметр излучателя (от 165 мм для компактных АС), линейный ход подвижной катушки (чем больше, тем лучше воспроизводятся низкие частоты), мощность. Для домашних АС достаточно моделей мощностью от 50 Вт.

Для ВЧ-динамиков ключевыми характеристиками являются частотный диапазон (желательно от 1 кГц и выше), чувствительность (86-92 дБ) и мощность (от 20 Вт). В качестве кроссовера чаще всего используют пассивные фильтры на конденсаторах, катушках индуктивности и резисторах. Такие фильтры просты в изготовлении и настройке. Частота раздела между НЧ и ВЧ обычно выбирается в диапазоне от 600 Гц до 5 кГц.

Для корпуса лучше использовать ДСтП или МДФ толщиной от 16 мм. Желательно применять внутреннее усиление и демпфирование из минеральной ваты, войлока или синтепона для улучшения акустических свойств. Также можно использовать готовые ящики от бытовой техники.

Изготовление корпуса под акустическую систему

После того как все необходимые компоненты акустической системы своими руками подобраны, можно приступать к изготовлению корпуса. Лучше всего использовать листовые материалы - ДСП или МДФ толщиной от 16 мм. Размеры и форма корпуса рассчитываются исходя из параметров выбранных динамиков. Обычно это прямоугольная конструкция объемом от 10 до 100 литров для полочных АС и от 50 до 250 литров для напольных.

Сперва необходимо рассчитать внутренний объем ящика. Для НЧ-динамиков оптимален объем Vas, указанный в их спецификации. Для ВЧ-динамиков объем значения не имеет. Затем вычерчиваются чертежи корпуса с учетом требуемого объема и габаритов динамиков, которые впоследствии будут в него устанавливаться. На лицевой панели предусматривают вырезы под диффузоры.

После этого можно приступать к раскрою листового материала и склеиванию деталей корпуса. Первоначально собирается каркас ящика без одной стенки, куда в дальнейшем будут установлены динамики и кроссовер. После высыхания клея каркас можно шлифовать, грунтовать и окрашивать. Также внутренние стенки корпуса рекомендуется проклеить войлоком или минеральной ватой для улучшения акустики и снижения внутренних резонансов.

Установка компонентов в корпус акустической системы

После того как корпус акустической системы своими руками изготовлен, можно приступать к установке в него остальных компонентов - динамиков и кроссовера. Сначала в вырезы на лицевой панели корпуса монтируются НЧ и ВЧ динамики. Их необходимо закрепить саморезами или винтами так, чтобы диффузоры не выступали за плоскость панели и прилегали всей площадью.

Затем внутрь корпуса устанавливается кроссовер. Его крепят также на саморезах или винтах. Желательно разместить фильтр в центральной части ящика для симметричного распределения звуковых волн. После этого производится коммутация всех компонентов. К выводам динамиков подключаются провода, идущие от соответствующих выходов кроссовера. Полярность подключения для НЧ и ВЧ должна быть противоположной - это позволит снизить искажения на частоте раздела.

Все соединения необходимо тщательно изолировать и закрепить, чтобы исключить возможность короткого замыкания или обрыва проводов от вибраций динамиков. После установки компонентов, для улучшения акустических свойств и демпфирования стоячих волн, рекомендуется заполнить свободное пространство внутри корпуса минеральной ватой или синтепоном.

Подключение кабелей и терминалов

После установки всех компонентов акустической системы своими руками в корпус, необходимо обеспечить возможность ее подключения к усилителю. Для этого используются кабели и терминалы. В качестве кабелей лучше всего подходит витая пара сечением от 0,75 до 2,5 кв. мм. Оптимальный вариант - кабель сечением 1,5 кв. мм, такой обеспечит минимальные потери сигнала даже на низких частотах.

Для коммутации кабеля к кроссоверу удобно использовать клеммные колодки, которые монтируются внутри корпуса. К ним подключаются выводы от фильтра, а снаружи крепится съемная клеммная панель. Еще один вариант - установка гнезд под вилку RCA или Speakon, если планируется использовать съемные кабели. Этот способ более удобен при монтаже, демонтаже и транспортировке АС.

Для подведения внешних кабелей в корпусе сверлятся отверстия диаметром 10-20 мм со стороны задней стенки или основания. Края отверстий необходимо тщательно обработать и зачистить, чтобы не повредить изоляцию проводов. Наружу выводят два провода - положительный (+) и отрицательный (-), к которым впоследствии будет подключаться усилитель. Их необходимо соединить с соответствующими клеммами терминала. В качестве терминалов могут использоваться: обычные клеммные зажимы, гнезда «тюльпан» или «банан», разъемы RCA, XLR и другие. Главное, чтобы они соответствовали подключаемым кабелям и разъемам на усилителе.

Отделка корпуса акустической системы

После установки всех компонентов «акустической системы своими руками» и подведения внешних кабелей, осталось лишь правильно отделать сам корпус для придания ящику эстетичного внешнего вида. Для отделки корпуса чаще всего используют окраску, облицовку различными материалами или просто шлифование с лакированием древесного слоя.

Перед окраской поверхность корпуса необходимо тщательно зашлифовать, затем обезжирить и загрунтовать под выбранный тип краски. Для грунтования и покрытия оптимально использовать акриловые краски и лаки. Хорошо смотрятся корпуса акустики, отделанные натуральным шпоном ценных пород дерева. В этом случае листовой материал перед склейкой накрывают шпоном, а затем покрывают несколькими слоями матового лака для защиты.

Также для облицовки можно использовать различные пластики, кожзаменитель, ткань и даже натуральный камень для создания эксклюзивного дизайна акустических систем. Очень эффектно смотрятся корпуса из цельного массива дерева, отполированные и покрытые лаком. Например, из ореха, вишни, бука. Такие ящики хорошо впишутся в интерьер гостиной. Также возможны различные вариации декорирования корпусов - прорезная резьба, инкрустация, роспись акриловыми красками. Все зависит от фантазии и наличия необходимых навыков у мастера.

Выбор усилителя мощности

Для полноценной работы акустической системы своими руками потребуется подключить ее к усилителю мощности. При его выборе стоит учитывать мощность и чувствительность динамиков, а также особенности помещения. Оптимальная мощность усилителя рассчитывается исходя из максимальной непрерывной мощности, которую способны выдержать динамики. Запас по мощности в 1,5-2 раза будет разумным решением.

Например, если мощность динамиков в каждом канале составляет по 50 Вт, то усилитель нужно выбирать мощностью 100-150 Вт на канал при работе в стереорежиме. Однако чем выше чувствительность АС, тем меньшая мощность усилителя им будет нужна. Для полочных АС с чувствительностью 90 дБ достаточно будет усилителя 30-50 Вт.

Следует также учитывать размеры помещения. Для небольшой комнаты площадью до 20 кв. м. вполне хватит усилителя мощностью 50 Вт. А вот для зала потребуется усилитель от 100-150 Вт. Остальные параметры усилителя (диапазон воспроизводимых частот, коэффициент нелинейных искажений, отношение сигнал/шум) нужно выбирать исходя из качества динамиков, чтобы не вносить дополнительных ограничений.

Подключение акустической системы к усилителю

После выбора подходящего по мощности и параметрам усилителя, акустическую систему своими руками можно подключать к нему для настройки и прослушивания. Для соединения акустики и усилителя потребуются соединительные кабели. Лучше использовать кабель с сечением от 2х0,75 до 2х2,5 кв. мм в зависимости от длины и мощности усилителя.

Один конец кабеля подсоединяется к терминалам на корпусе акустической системы - положительный провод к плюсовой клемме, а отрицательный - к минусовой. На другом конце кабеля также должны быть соответствующие разъемы под выходы усилителя. При подключении нескольких АС к усилителю соблюдайте фазировку. Для этого на разъемах делают цветовую маркировку или используют межблочные кабели одинаковой длины от усилителя до каждой АС.

Обязательно убедитесь в правильности всех соединений и отсутствии коротких замыканий. Проверьте, чтобы положительный выход усилителя был подключен к плюсовым клеммам на акустике, а отрицательный - к минусовым. После этого можно включать усилитель и производить необходимые настройки регуляторов уровня громкости, баланса и эквалайзера для достижения желаемого звучания. Не забудьте об электробезопасности! Корпус усилителя и все подключенное к нему оборудование должно иметь надежное заземление.

Первоначальная настройка звучания

После установки акустических систем в помещении и подключения к усилителю, можно приступать к первоначальной настройке звучания. Этот этап очень важен, так как позволяет максимально раскрыть потенциал собранных вами колонок.

1. В первую очередь убедитесь, что все соединения выполнены качественно, а акустические системы установлены симметрично относительно слушателя.
2. Затем воспроизведите тестовый сигнал (например, синусоидальный сигнал заданной частоты) на небольшом уровне громкости и прослушайте каждую акустическую систему по отдельности, обращая внимание на наличие посторонних шумов.
3. Плавно увеличивая громкость, найдите оптимальный уровень, при котором звучание наиболее качественное, детальное и комфортное для восприятия.
4. Отрегулируйте баланс каналов так, чтобы звуковая картина была симметричной, а инструменты и голоса занимали строго определенные позиции в пространстве.

Первоначальная настройка звучания позволит максимально раскрыть потенциал акустических систем и создать хорошую основу для дальнейшей точной настройки.

Установка акустических систем в помещении

После того, как вы собрали акустическую систему своими руками, настало время правильно установить ее в помещении для получения максимального эффекта. От расположения колонок будет зависеть качество звучания и эффект присутствия.

1. Оптимальным вариантом является симметричная установка акустических систем по отношению к месту прослушивания на одинаковом расстоянии друг от друга и от слушателя. Это позволит добиться равномерного распределения звукового поля.
2. Расстояние от колонок до слушателя должно составлять не менее 2 метров, чтобы избежать эффекта «выстрела в упор». Но и слишком удалять колонки тоже не стоит, так как это приведет к потере детализации звучания.
3. Высота установки колонок должна соответствовать примерному положению ушей слушателя. Для сидящего человека это около 1-1,2 метра от пола.
4. Направляйте колонки на точку прослушивания. Угол разворота колонок должен составлять 10-30 градусов.
5. Располагайте колонки подальше от боковых стен, чтобы избежать нежелательных отражений и возникновения стоячих волн.
6. Устанавливайте колонки на тяжелых, устойчивых стойках или полках, чтобы исключить вибрации.

Правильная установка акустических систем позволит максимально раскрыть потенциал акустической системы, собранной своими руками и насладиться объемным, детальным и качественным звуком.

Точная настройка АЧХ и фазы

После установки акустической системы настала очередь более детальной настройки ее звучания - точной коррекции амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и фазы. Для этого потребуются: измерительный микрофон, звуковая карта с программой анализа спектра, генератор тональных сигналов. Процесс будет состоять из следующих этапов:

1. Установите микрофон на оси одной из колонок на расстоянии прослушивания.
2. Подайте на колонку тональный сигнал заданной частоты с генератора и замерьте АЧХ в диапазоне 30-20000 Гц.
3. Сравните полученную АЧХ с расчетной и при необходимости откорректируйте ее, подстроив элементы фильтра.
4. Проверьте фазу - сигналы от обеих колонок должны приходить в одной фазе. При необходимости скомпенсируйте задержку с помощью фазовращателя.

После точной настройки АЧХ и фазы акустическая система будет звучать максимально правильно и естественно.

Доводка тембра низких и высоких частот

После точной настройки АЧХ и фазы акустической системы стоит уделить внимание тембральному балансу звучания, особенно в области низких и высоких частот. Для настройки низких частот можно воспользоваться тестовым сигналом синусоидальной частотой 50-80 Гц. Плавно увеличивая уровень сигнала, прослушивайте характер воспроизведения баса.

Если бас звучит нечетко, «размазано», возможно избыточное усиление низких частот. В этом случае следует уменьшить значение резистора или индуктивности нижнего фильтра. Если бас слабый, нехватает «глубины», попробуйте увеличить значение резистора или индуктивности фильтра низких частот.

Для настройки высоких частот используйте тестовый сигнал 10-12 кГц. Обращайте внимание на четкость и ясность воспроизведения, отсутствие излишней «шипящести». Если звук резкий, утомительный - уменьшите значение резистора или емкости верхнего фильтра. При «завуалированном», чрезмерно сглаженном воспроизведении ВЧ - увеличьте их значение. Тонкая настройка тембра позволит добиться сбалансированного, естественного звучания всего частотного диапазона «акустической системы, созданной своими руками».

Подбор оптимальной громкости

После настройки частотной характеристики и тембра пришло время подобрать оптимальную громкость для акустической системы, созданной своими руками. Чрезмерно высокий или низкий уровень громкости может негативно сказаться на восприятии музыки. Слишком тихо - теряются детали звучания и динамика, слишком громко - появляется резкость, музыка становится утомительной.

Оптимальная громкость должна соответствовать следующим критериям:

• Хорошо различимы все нюансы звучания - мелодические линии, тембры инструментов, ширина и глубина сцены.
• Низкие частоты воспроизводятся четко, с достаточным «объемом».
• Высокие частоты звучат ясно, без излишней «шипящести».
• Звук комфортен для прослушивания длительное время, не вызывает усталости или раздражения.

Добейтесь оптимальной громкости с помощью регулятора на усилителе. Это позволит максимально раскрыть потенциал «акустической системы, созданной своими руками».

Тестирование на разных жанрах музыки

После всех настроек пришло время протестировать акустическую систему на разных музыкальных жанрах и убедиться в универсальности ее звучания.

В качестве тестовых треков используйте:

• Акустический джаз или вокал - это позволит оценить передачу тембров инструментов, сцены, микродинамики.
• Электронная музыка или хип-хоп - проверка качества воспроизведения низких частот.
• Классическая музыка - для оценки раскрытия комплексных оркестровых произведений.
• Рок-музыка - чтобы убедиться в четкости и детальности звучания при высокой громкости.

Прослушивание разных жанров поможет объективно оценить сильные и слабые стороны звучания созданной вами акустической системы и при необходимости внести финальные коррективы.

Рекомендации по эксплуатации

Чтобы акустическая система как можно дольше радовала качественным звучанием, придерживайтесь следующих рекомендаций в процессе эксплуатации:

1. Избегайте перегрузки колонок - не включайте громкость на максимум постоянно. Это сократит срок службы динамиков.
2. Следите за чистотой акустических систем, периодически удаляйте пыль с корпусов с помощью мягкой ткани или пылесоса.
3. Не устанавливайте колонки в местах с повышенной влажностью или запыленностью.
4. Избегайте попадания прямых солнечных лучей - это может негативно повлиять на отделку корпуса.
5. При длительном перерыве в использовании отключайте акустические системы от электросети.
6. Периодически проверяйте качество соединений кабелей с колонками и усилителем.

Придерживаясь этих несложных правил эксплуатации, вы сможете наслаждаться безупречным звуком акустической системы на протяжении многих лет.

Возможные модификации и улучшения

После сборки собственной акустической системы своими руками за выходные, можно подумать о различных модификациях и улучшениях для доработки звучания. Например, можно

• установить дополнительную звукоизоляцию внутри корпуса
• модернизировать кроссовер для более точной настройки АЧХ
• заменить динамики на более дорогие модели

Также можно экспериментировать с различным акустическим оформлением корпуса:

• бас-рефлекс
• закрытый ящик
• фазоинвертор

Это позволит сравнить разные варианты и выбрать оптимальный для конкретного помещения и предпочтений по звучанию. Кроме того, можно установить съемную заднюю панель для удобства настройки фильтра и подключений.