3 х компонентная акустика в автомобиле

Как известно, акустическая система в автомобиле – это важнейшее звено, позволяющее прослушивать любимые музыкальные композиции во время длительных поездок. Системы бывают разными.
Акустика 3-х компонентная занимает сегодня не последнее место и многие меломаны желают именно ее видеть в салоне своего автомобиля, считая что двухполосная акустическая система уже изжила свой срок. 3 компонентная автомобильная акустика намного тоньше воспроизводит музыкальный звук, так как наделена не двумя, как 2-полосная, а тремя динамиками.

Важнейшие составляющие 3 х компонентной акустической системы

Как известно, на сегодняшний день принято отдавать предпочтение 3 х полосной акустике, а не двухкомпонентной(см.). Причины этого будут представлены ниже, а пока хотелось бы остановиться на важных элементах трехкомпонентной системы, без которой воспроизведение нормальной музыки было бы невозможным делом.

Динамик

Прежде, чем мы перейдем к основной теме, хотелось бы остановиться на конструкции самого динамика, дабы лучше понять всю схему, по которой до слуха человека доходит музыкальный звук.
Современный динамический излучатель, который и есть собственно динамик, был разработан еще в 19 веке. С тех пор его постоянно совершенствуют. Сегодня наибольшим спросом пользуются диффузорные динамики, которые, как правило, в трехполосной акустике используются для воспроизведения НЧ и СЧ. Что касается ВЧ, для их воспроизведения используются пока что купольные излучатели.

Диффузорные динамики и их преимущества

Как правило, диффузорные излучатели состоят из магнита, в котором помещается звуковая катушка с самим диффузором. Этот самый диффузор фиксируется на держателе при помощи подвеса, в основном резинового и специальной шайбы.

В чем же их преимущества?
Процесс их производства довольно легок и не требует высокой затратности:

• Сами диффузоры могут быть выполнены как из обычной бумаги, так и из полипропилена, кевлара, карбона и алюминия. Бумажные диффузоры, как правило, дают наиболее высшее качество звука, обладая одновременно сбалансированным сочетанием характеристик.

Примечание. Используются также и металлические диффузоры, которые обладают высокой жесткостью. Что касается полипропиленовых и пластиковых диффузоров, то те дешевы в производстве и применяются в акустических системах бюджетного класса.
По этой причине, выбирая 3 х компонентную акустику для своего автомобиля, надо на материал диффузоров обратить первоочередное внимание.

Купольные динамики

Как и говорилось выше, в трехкомпонентной системе этот вид звуковых излучателей применяется только для воспроизведения высоких частот. Хотя бывает нередко и так, что встречаются среднечастотники.
Итак:

• Конструкция купольных динамиков(см.) во всем схожа с диффузорными, но есть одна разница в подвесе. Если на диффузорном излучателе используется резиновый подвес и крепление катушки осуществляется непосредственно к центру диффузора, то в купольном варианте диффузор выполнен в виде купола, а катушка зафиксирована к его краям.

• В основном, купольные динамики, а вернее их основу – купол, делают из шелка или металла. Понятно, что шелковые купола наиболее цены и как бумажные в диффузорных динамиках, обладают сбалансированными параметрами и дают мягкое натуральное звучание, чего нельзя сказать про металлические.

Параметры динамиков трехкомпонентной акустики

Кроме того, из чего сделаны бывают динамики, важны и другие параметры:

• Мощность является чуть ли не главной составляющей, на которую обращает внимание дилетант. Оказывается, это не самый важный параметр, а скорее даже второстепенный.
  Дело в том, что мощность всего лишь показывает ту величину, которую определенный динамик способен выдержать в течение определенного промежутка времени.
• Вот чувствительность динамиков, это другое дело. Показывая, какое звуковое давление может развивать динамик на расстоянии одного метра, данный параметр чуть ли не важнейший при выборе.
  Именно на него в первую очередь обращают внимание профессионалы.

Примечание. От чувствительности динамиков зависит то, насколько громко будет звучать 3 х компонентная акустика в автомобиле.

• Еще один параметр называется импедансом. Он показывает зависимость электрического сопротивления от частоты.
  Выражается в Омах. Чем выше будет показатель импеданса, тем лучше усилитель(см.) будет контролировать движение диффузора.

• Параметры Тиля-Смолла предназначены для расчета акустического оформления.

Кроссовер

Является не менее важным элементом, чем динамики. Благодаря кроссоверу происходит ограничение полосы частот, которое воспроизводится конкретным излучателем. Если бы не было кроссовера, то на ВЧ динамик после попадания в него низкой частоты, была бы оказана нагрузка.
В результате этого он вышел бы из строя. Кроме того, ВЧ, поданная на мидбас, в случае отсутствия хорошего кроссовера, воспроизводилась бы далеко не лучшим образом, а сам звук бы сводил на нет весь эффект звуковой сцены.

Примечание. В трехкомпонентной акустической системе кроссовер всегда выполнен бывает с более сложной конструкцией, чем в двухполосной системе. Многие эксперты называют это недостатком 3 х компонентной акустики.

Количество полос

На этом и закончим наш подробный обзор. Инструкцию того, как устанавливать 3 х компонентную акустику своими руками, можно легко скачать из Интернета.
В процессе монтажа рекомендуется изучить видео и фото – материалы. Цена на трехкомпонентную акустику бывает разной и все зависит от конкретной модели.

Напольная 3-х полосная колонка фазоинверторного типа для 3-х полосного усилителя.

Проект 2006 года. Собрано 2 колонки.

В качестве ВЧ, СЧ и НЧ динамиков были применены изделия фирмы АСА ACALAB . Ниже приведены некоторые характеристики этих динамиков (для НЧ и СЧ переписаны с динамиков).

Характеристики ВЧ динамика НЕО Т26.8 :

Характеристики СЧ динамика МР1612.8 :

Характеристики НЧ динамика B2512.8 :

При изготовлении корпуса колонок были использованы: ламинированное ДСП толщиной 16 мм, 8 мм фанера, брус сечением 30х30 мм. Детали из ДСП были заказаны в мебельном магазине. Клеевые соединения выполнялись эпоксидным клеем. В процессе сборки выяснилось, что адгезия клея к ламинированному ДСП достаточно плохая, поэтому пришлось предварительно «ошкуривать» места клейки ДСП абразивным бруском. Конструктивно корпус представляет собой ящик прямоугольной формы размерами 1200х330х230 мм. Внутри корпус усилен тремя распорками, которые разделяют его на 4 части. Распорки выполнены из ДСП, в них вырезаны отверстия для воздушного сообщения отсеков корпуса. В верхней части корпуса (части верхнего отсека) располагается герметичный бокс СЧ-ВЧ головок, полностью заполненный синтепоном. Его внутренний объем составляет около 6л. В оставшейся части корпуса размещен НЧ динамик и фазоинвертор. Все внутренние поверхности оклеены 3 мм герленом и синтепоном. Передняя стенка колонки выполнена из 2х слоев ДСП, скрученных саморезами и склеенных эпоксидным клеем. Боковые стенки представляют собой «бутерброд» из ДСП, линолеума и фанеры. На задней стенке установлены 2 контактные панели типа РТ-433-04. Фазоинвертор – АН-69В. При выполнении электрических соединений был использован провод марки МЛТП сечением 2,5 мм 2 . Каждая колонка установлена на 4 стальных конусах, выполненных из строительных отвесов. Изначально, в каждом конусе было резьбовое отверстие с вкрученным в него болтом с отверстием. Эти болты саморезами прикручиваются к основанию колонок, и на них уже накручиваются конусы. Закручивая — выкручивая болт из конуса можно регулировать высоту ножки. Ввиду явного гаражного изготовления — конусы были разной высоты, возможность регулировать высоту пришла как некстати.

Представлены в довольно большом ассортименте. Данное оборудование отличается друг от друга по сфере применения (инструментальные, концертные, студийные и другие), согласно техническим характеристикам, форме корпуса и многим другим качествам.

Наиболее важным параметром, который необходимо учитывать в первую очередь, является количество «полос» в системе. Согласно этому критерию, выделяются одно-, трех- и двухполосная акустика. Чем они друг от друга отличаются и какая система лучше, мы постараемся ответить в этой статье.

Частота звука

Человеческие органы слуха способны распознавать от 20 до 20 000 Гц.

Поэтому качество музыки напрямую зависит от способности оборудования создавать четкие звуковые волны в данном диапазоне. С этой целью в состав стали включать динамики, воспроизводящие исключительно низкие (20-150 Гц), средние (100-7000 Гц) и высокие (5-20 тыс. Гц) частоты. В связи с этим появились:

1. Однополосные системы, где весь диапазон частот создает один динамик.
2. Двухполосная акустика, которая обладает двумя динамиками: один для воспроизведения музыки на средних и низких частотах, второй - только на высоких.
3. Трехполосное оборудование - за проигрывание звуков в каждом диапазоне отвечает отдельная «колонка».

Существует оборудование с большим количеством полос, где каждый динамик воспроизводит звук в определенном Наибольшей популярностью обладают двух- и трехполосные системы - они самые доступные и обеспечивают при этом отличное качество звука.

Преимущества двухполосной акустики

Двухполосные акустические системы пользуются наибольшей популярностью среди автомобилистов.

Они обеспечивают оптимальное качество звука, при этом обладают доступной ценой. Из-за развития технологий двухполосная вытесняется трехполосным оборудованием, однако она все еще распространена из-за своих преимуществ:

1. Простая конструкция, что упрощает установку и настройку.
2. Высокая степень согласованности между динамиками, благодаря чему повышается и качество звучания.
3. Максимально естественное, «живое» звучание.

В двухполосном оборудовании есть всего два динамика - НЧ и ВЧ. НЧ колонка воспроизводит звуки в низком и среднем диапазонах, а ВЧ - только в высоком. Благодаря этому для работы системы необходимы простые разделительные фильтры.

Особенности трехполосного оборудования

Трехполосная акустика отличается от уже описанной системы лучшим звучанием. Оборудование в таких системах доукомплектовывается СЧ динамиком, который несет так называемую «пространственную» информацию, создает объемное звучание. Кроме того, благодаря разделению обязанностей, оборудование стало компактнее.

Отрицательным качеством трехполосных систем является высокая цена. Она в два-три раза выше, чем у двухполосной акустики. Более того, трехполосная акустика подразумевает установку кроссоверов - сложных фильтров частот. Для настройки такого оборудования необходимо обладать отличным слухом, иначе добиться согласованности от динамиков не получится.

Отличия акустических систем

Любая акустическая система состоит из динамиков (СЧ, НЧ и ВЧ), фильтрующего оборудования, усилителей сигнала, звуковых кабелей и входных клемм. Фильтрующие устройства отвечают за разделение звукового сигнала на несколько диапазонов. Фильтр двухполосной акустики разбивает частоты на два «участка» - до 5-6 тыс. Гц, и выше 6 кГц. Трехполосные устройства, как правило, оснащаются кроссоверами - регулируемыми фильтрами частот, которые разбивают диапазон звучания на три участка.

Все акустическое оборудование может быть активным либо пассивным. В первом случае каждый динамик оснащается отдельным усилителем сигнала. Такое решение облегчает согласование излучателей, снижает общую стоимость системы. Однако вместе с тем возрастает сложность обслуживания, установки и первичной настройки. Отдельные усилители чаще всего дополняют комплект трехполосных устройств.

Коаксиальные и компонентные динамики

То, как будет звучать трех- или двухполосная во многом зависит от типа динамиков, которые бывают коаксиальными и компонентными. Первые представляют собой единую монолитную конструкцию, в которой объединены излучатели высоких, средних и низких частот. Такое решение делает звук узконаправленным. Поэтому такие устройства используют в качестве дополнения и преимущественно в небольших автомобилях.

Компонентные динамики являют собой излучатели, которые можно расположить в разных местах. Благодаря этому удается добиться объемного звучания, однако усложняется процесс установки оборудования. Кроме того, при неправильной установке звуковая сцена будет весьма неоднородна. устанавливают в автомобили с просторным салоном.

Вопрос цены

Как уже отмечалось ранее, двухполосная акустика обойдется гораздо дешевле, нежели установка трехполосного оборудования. Это объясняется двумя причинами:

• меньшее количество оборудования - требуется всего два динамика, максимум два усилителя и один фильтр;
• простая установка - собрать такую систему можно и самостоятельно, обладая элементарными знаниями в области электричества.

В состав трехполосных систем входит более сложное оборудование, стоимость которого значительно превышает цену обычных устройств. Кроме того, если вы решили установить такую акустику, вам придется обращаться за помощью профессионалов - без специальных измерительных устройств и тонкого слуха смонтированная система будет звучать так же, как и двухполосная акустика. В этом и состоит главный ответ на вопрос о том, чем отличается двухполосная акустика от трехполосной.

Диапазон воспроизводимых частот при неравномерности АЧХ ±3 дБ: 35 – 20000 Гц

Уровень характеристической чувствительности: 88,5 дБ/Вт/м

Суммарный коэффициент гармоник в диапазоне частот:

63 – 550 Гц при уровне звукового давления 94 дБ: 3 %

550 – 6000 Гц при уровне звукового давления 92 дБ: 2 %

6000 – 18000 Гц при уровне звукового давления 90 дБ: 1 %

Номинальная мощность: 150 Вт

Предельная долговременная мощность: 200 Вт

Кратковременная мощность: 300 Вт

Полное электрическое сопротивление: 8 Ом

Частоты раздела: 500 и 6000 Гц

Габариты: 84×30х30 см

Масса: 45 кг

Описание:

Конструкционный вибропоглащающий материал, из которого изготовлен корпус АС, состоит из трёх прессованных древесноволокнистых плит и расположенных между ними двух слоёв графита. Общая толщина материала - 24 мм.

Эскиз передней панели корпуса громкоговорителя показан на рис 1, а его продольный разрез - на рис. 2. Наклонная передняя панель громкоговорителя АС позволила уменьшить фазовые искажения и, что не менее важно, сделала более жёсткой общую конструкцию корпуса.

Полезный объем отсека для НЧ головки - около 32 л. Бруски жёсткости внутри корпуса выполнены из бука (можно использовать дуб и другие твердью породы дерева). При сборке отдельные детали корпуса склеивают клеем ПВА-М. Ко всем панелям корпуса, кроме передней, клеем «Момент» приклеены маты, заполненные ватином (на рис. 2 они показаны условно). Трубу фазоинвертора устанавливают горизонтально со стороны задней стенки корпуса. Она изготовлена из стали толщиной 1 мм. Её внешний диаметр - 72 мм, длина - 175 мм.

В громкоговорителе установлена низкочастотная головка D082C18 с большой собственной массой 4 кг и диаметром диффузора 215 мм. Резонансная частота головки - 35 Гц, на эту же частоту настроен и фазоинвертор.

СЧ-ВЧ бокс выполнен из ДСП толщиной 16 мм. Вся его внутренняя поверхность оклеена мягким войлоком толщиной 12 мм. Бокс заполнен хлопчатобумажной ватой (около 200 г), равномерно распределённой по всему его внутреннему объёму (3,5 л). Применять в качестве звукопоглотителя синтетические материалы (поролон, синтепон и т. п.) недопустимо.

В СЧ-ВЧ боксе установлена среднечастотная головка 30 ГДС-1-8 и высокочастотная 10 ГДВ-2-16.

СЧ головку необходимо доработать. Но перед этим на головку подают сигнал частотой 300 Гц и напряжением около 6В и выдерживают её в таком режиме в течение 15…20 ч. Затем с помощью кисточки, смоченной бензином Б70, отмывают от полиизобутилена подвес и часть диффузора (полоску шириной 10… 12 мм). Через 8 ..10 ч высохшие подвес и часть диффузора пропитывают мастикой, изготовленной на основе герлена. Спустя 24…30 ч после этой операции на головку устанавливают ПАС, заклеив войлоком толщиной 4 мм окна диффузородержателя.

Доработанную головку необходимо снова испытать, сняв АЧХ и измерив полное электрическое сопротивление и характеристическую чувствительность. Для АС подойдут две головки, параметры которых отличаются не более чем на 2…3 %.

На установочную часть диффузородержателя головки следует наклеить плотный картон толщиной 2 мм и фетр толщиной 1 мм.

ВЧ головку 10 ГДВ-2-16 отбирают по минимальной резонансной частоте и максимальной характеристической чувствительности. Доработка этой головки сводится к замене звукопоглотителя внутри звукоизлучающего купола мелкодисперсной хлопчатобумажной ватой (примерно 1.5 г), равномерно распределённой по всему объёму купола. Для этого открутив крепёжные винты, снимают акустическую линзу головки и осторожно с помощью пинцета и острого шила достают звукоизлучающий купол. Заменив звукопоглотитель, устанавливают купол и акустическую линзу на прежнее место. Доработанную головку закрепляют на передней панели корпуса громкоговорителя через фетровую прокладку

Принципиальная схема 3-х полосного разделительного фильтра АС приведена на рис 3. Катушки L1-L2 намотаны на прямоугольных стержнях из феррита 2000МН размерами 15x85x8 мм. Катушка L1 размещена на двух таких сложенных вместе стержнях, a L2 - на одном. Обмотка первой катушки содержит 180, а второй - 110 витков провода ПЭЛ-1 1,12. Катушки L3, L4 намотаны на стандартных каркасах диаметром 18 и высотой 20 мм и содержат соответственно 210 и 165 витков провода ПЭЛ-1 0,56. Конденсаторы С1-СЗ - К73-16 на рабочее напряжение 160 В, а С4 - С6 - К73-11. Ёмкости конденсаторов С1, С5, С6 и индуктивностей катушек L1, L2, L4 подбирают с точностью до 1%. Для катушки L3 допускается отклонение от указанной на схеме индуктивности ±2%. Все резисторы – ПЭВ.

Фильтр собран на плате из стеклотекстолита методом навесного монтажа. Соединения между элементами выполнены одножильным проводом ПЭВ-1 1,8 минимально возможной длины. С головками фильтр соединяют проводом МГШВ. Сама плата крепится к нижней панели корпуса громкоговорителя через резиновые прокладки.

3-х полосная напольная АС с фазоинвертором

Диапазон частот: 30 – 20000 Гц

Чувствительность: 87 дБ

Мощность: 35 Вт

Сопротивление: 4 Ом

Частоты раздела фильтра: 600 и 7000 Гц

Динамики:

НЧ: 35 ГДН-1-4, 4 Ом

СЧ: LG CW-125В20L-1, 8 Ом

ВЧ: ALPHARD TW-318, 8 Ом

Размеры (ВхШхГ): 856х205х315 мм

Описание

Корпус выполнен из плиты ДСП, толщиной 19 мм, которая отделанная пластиком с двух сторон, очень плотной прессовки и тяжелой по весу. Клей использовался «Момент столяр», все углы стыков дополнительно проклеены изнутри жидкими гвоздями на основе КН-88. На фото подготовка заготовок под корпус. Детали выложены не полностью, только для наглядности и вид пазов под сборку.

Круги под 35 ГДН вырезались фрезером, а малые – «балеринкой». В начале сборки ставил угловые струбцины это удобно, а по мере склеивания верхней и нижней крышек в них отпала надобность. Стягивание склеенных корпусов производилось при помощи веревок и резиновых жгутов.

Чистый объем корпуса примерно 35 л. Для среднечастотного динамика изготовлен бокс, объем которого чуть больше 2-х литров. Внутри бокс заполнен ватой. Сам динамик утоплен в передней панели на 7 мм. По наружи перед ним снята фаска. НЧ динамик без доработок, родной вариант, Расположен сбоку, немного утоплен в панели. СЧ бокс дает распорку в корпусе, это хорошо сказывается на прочности, а также своим расположением гасит стоячие волны.

Фазоинвертор выполнен из бумаги, и имеет размер 50х200 мм. Настроен по собранному прибору генератору (мультивибратор на двух транзисторах) и чуть выше резонанса ящика. Только настройка на слух не ощутима, как и описывалось в статье по генератору, поэтому подключил стрелочный тестер, способный измерять в децибелах – ц3417, параллельно динамику. По индикатору более наглядней, видны малейшие изменения длинны телескопической трубы фазоинвертора.

Для демпфирования корпусов использовался ковролин. Фильтр использовался от 25 АС-109. В нем использованы заводские катушки. Конденсаторы НЧ и СЧ оставлены заводские, только проверены и подобраны по емкостям в пары, на ВЧ импортная пленка МКТ. Провода внутри от фильтра к динамикам с кабеля витой пары 0,5 мм, скрученных в несколько штук. Для одного провода: НЧ – 6 шт. (3 мм 2), СЧ – 4 шт. (2 мм 2), ВЧ – 3 шт. (1,5 мм 2).

Углы сняты фрезой, скос 30 градусов (при желании повторить, этого можно не делать), и обклеены меламиновой кромочной лентой на клеевой основе, она легко припаривается утюгом. Утюг не должен быть с алюминиевой подошвой, алюминий маркий, сильно пачкает и оставляет полосы, которые не отмыть.

Накладки на динамики вырезаны из МДФ, толщиной 10 мм. После вырезания их нужно немного зачернить, чтобы ткань не выдавала саму рамку. Ткань можно выбрать любую, главное, чтобы она немного просвечивалась и тянулась, но не сильно. Я выбрал черного цвета, под внешний вид АС.

По звучанию нареканий нет вообще, и слушал бы и слушал, для меня это очень удачная работа. Не нравится только установка ВЧ динамика, нужно было как можно ближе к СЧ ставить. Слушаю их по-разному, сейчас Амфитон 25-у-202с, он доработан полностью, слушал и на Бриге долгое время. Так же их гоняю и от ламповых своих, звучат достойно и красиво, и для комнаты довольно громко.

Статья специально подготовлена для сайта ldsound. ru

Статью подготовил: LDS