Каждый приходит к необходимости создания акустической системы собственного изготовления по разным причинам: хобби, поиск уникального звука, коммерческие цели. За время существования компании Deluxe Acoustics мы не раз оказывали помощь людям в изготовлении различных корпусов и других деревянных изделий музыкального толка.

В нашем распоряжении имеется фрезерный станок с ЧПУ и прочее столярно-слесарное оборудование, которое необходимо для изготовления корпусов акустических систем высокого качества. Мы работаем преимущественно с МДФ и фанерой, однако в случае, если клиент отдаёт предпочтение другим материалам, то дело лишь в цене.

Главный вопрос, или сколько это стоит?

Самый дорогой этап в изготовлении корпуса акустической системы – это, конечно, финишная отделка. Чем больше к ней предъявляется требований, тем стремительнее растет итоговая сумма. По нашему мнению, для акустической системы на первом месте должен стоять все-таки звук. Когда бюджет позволяет сделать еще и красивый внешний вид – прекрасно, но в ином случае постарайтесь найти компромисс.

Если расположить варианты отделки по убыванию цены, получится следующая последовательность: шпонирование, окраска, обтяжка толексом\пленкой. Для того, чтобы обеспечить хороший результат, мы сотрудничаем со сторонними специалистами, качество работы которых проверено временем; окраску «полочной» акустики можем производить самостоятельно.

По теории акустики написаны толстые книги, на профильных аудио-форумах есть много ценных наблюдений и мнений. Для того, чтобы наше сотрудничество было наиболее продуктивным, стоит сразу определить, что требуется от подрядчика (то есть нас, Deluxe Acoustics): проектирование и дискуссии или работа по четко сформированному техническому заданию, которое начинается с подробного и точного чертежа. Не будем скрывать, нам интереснее второй вариант J

Сколько будет стоить изготовление моего корпуса с размерами “х” “у” “z”?

Прежде чем сказать точную цену, необходимо сделать на компьютере так называемый “векторный” чертеж в масштабе 1:1 с учетом всех выборок под динамики, ребер жесткости, элементов лабиринта и прочих нюансов, согласованных с заказчиком. Составление чертежа – оплачиваемая процедура, включается в стоимость заказа, наличие точных эскизов приветствуется. В зависимости от сложности изготовления цена на «ящик» одного и того же размера может отличаться на несколько порядков. Максимально упрощая, можно сказать, что один корпус системы напольного типа выходит около 10-15 т.р., а полочной 5-8 т.р.

Почему ТАК дорого?!

При изготовлении корпусов одного проекта серийно стоимость снижается. В нашем же случае речь идет об индивидуальных заказах со всеми вытекающими последствиями. Мы не делаем лишних надбавок, наша стоимость – это сочетание следующих параметров: цены за материал, подготовки чертежей, рабочего времени, которое ушло на сборку\отделку. Если есть желание значительно сократить цену, то самый простой вариант – это самостоятельная сборка и отделка нарезанных на ЧПУ панелей.

Избавим Вас от красочных эпитетов, описывающих точность нашего оборудования и высоту квалификации специалистов: если у Вас есть эскизы – у нас точно есть, что Вам предложить

Компания Slonov Sound Design занимается производством акустических систем на заказ с 2005года.

За это время реализовано несколько систем, разработанных по индивидуальным проектам клиентов компании. Каждый осуществленный проект был не просто очередной звуковоспроизводящей системой, а настоящим произведением искусства, родившимся в сочетании усилий их создателя и взыскательного вкуса заказчика. Таким образом, заказанная акустическая система представляла собой уникальное воплощение личных предпочтений в музыке, акустике и дизайне каждого клиента!

И все же, почему лучше делать акустику под заказ, а не покупать уже готовую? И почему количество покупателей, пользующихся услугой «», увеличивается год от года?

Ответов несколько. Во-первых, потому же, почему нужно шить костюм на заказ. Мужчины, носящие костюмы, имеют слишком разные фигуры и слишком разные представления об идеальных костюмах. Так же и любители музыки имеют разные предпочтения и представления об идеальном звуке. Во-вторых, эстетический аспект: покупая акустику, созданную по индивидуальному проекту, заказчик получает систему, которая не только максимально реалистично воспроизводит аудиозаписи, но и выглядит именно так, как он бы того хотел, при этом органично вписываясь в его интерьер становясь неотъемлемой частью стильной домашней атмосферы! В-третьих, если говорить именно о системах Slonov Sound Design, то сложность технологии изготовления корпусов колонок и применяемого принципа активной фильтрации исключают массовость производства подобных систем и подразумевают совместную с заказчиком выработку концепции будущей системы и ее голоса.

В последние два-три года наблюдается неизбежный спад модного увлечения домашними кинотеатрами и возврат интереса к классическому стерео, а распространение звукозаписей высокого разрешения (96kHz/24 и 192kHz/24) и техники для их воспроизведения, несомненно, придаст ему новый импульс. Прогресс не стоит на месте но, как бы ни развивалась аудиоиндустрия, наличие дома Hi- End акустики , которая дарит возможность наслаждаться живым и достоверным звуком, было и остается не столько показателем достатка и статуса ее владельца, сколько о его просвещенности, культурном уровне и истинной страсти к музыке, не позволяющей довольствоваться звучанием, далеким от оригинала.

Именно поэтому компания Slonov Sound Design, создавая акустические системы на заказ , считает своей миссией не только удовлетворение потребности клиентов в качественном звуке, но и индивидуализацию домашних акустических систем.

Прежде подробного рассмотрения проблемы обрисуем круг задач, зная конечную цель, будет проще избрать нужное направление. Изготовление акустических систем своими руками нечастый случай. Практикуется профи, начинающими музыкантами, когда магазинные варианты не устраивают. Появляется задача встраивания в мебель или качественного прослушивания уже имеющейся медиа. Это типичные примеры, которые решаются набором общепринятых способов. Рассмотрением мы и займемся. Не рекомендуем листать по диагонали устройство акустической системы, вникайте!

Устройство акустических систем

Нет шансов сделать акустическую систему самостоятельно без понимания теории. Любителям музыки следует знать, что биологический вид Homo Sapiens слышит внутренним ухом звуковые колебания частот 16-20000 Гц. Когда дело касается классических шедевров, то разброс высок. Нижний край – 40 Гц, верхний – 20 000 Гц (20 кГц). Физический смысл этого факта заключается в том, что не все динамики способны воспроизвести сразу полный спектр. Относительно медленные частоты лучше удаются массивным сабвуферам, а пищание на нижней границе воспроизводят менее габаритные громкоговорители. Понятно, что для большинства людей это ничего не значит. И даже если часть сигнала пропадет, не будет воспроизведена, никто этого и не заметит.

Полагаем, что те, кто поставил целью самостоятельное изготовление акустической системы, должны критично оценивать звук. Полезно будет знать, что годная колонка имеет два и более динамиков, чтобы иметь возможность отразить звучание обширной полосы из слышимого спектра. А вот сабвуфер даже в сложных системах один. Это связано с тем, что низкие частоты заставляют вибрировать окружение, проникая даже сквозь стены. Становится непонятным, откуда именно несутся басы. Следовательно, и колонка НЧ одна – сабвуфер. А вот что касается прочего, то человек уверенно скажет, с какого направления пришел тот или иной спецэффект (луч ультразвука блокируется ладонью).

В связи со сказанным проведем делением акустических систем:

1. Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
2. Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
3. Звук Вокруг отличается наличием большего числа каналов, создающих эффект объемного звучания. Избегаем увлекаться тонкостями, традиционно 5 колонок плюс сабвуфер доносят гамму меломанам. Конструкция многообразна. Поныне ведутся исследования, ставящими целью улучшить качество передачи акустики. Расстановка традиционная такова: по четырем углам комнаты (грубо говоря) по колонке, сабвуфер стоит на полу слева или в центре, под телевизором помещается фронтальная колонка. Последняя в любом случае снабжается двумя динамиками и более.

Важно создать правильный корпус для каждой колонки. Низкие частоты потребуют наличия деревянного резонатора, для верхней границы диапазона — не важно. В первом случае бока ящика служат дополнительными излучателями. Найдете видео, демонстрирующее габаритные размеры, соответствующие длинам волн низких частот по науке, практически остается копировать готовые конструкции, дельной литературы тематика лишена.

Круг задач очерчен, читатели понимают — самодельная акустическая система строится следующими элементами:

• набор динамиков частот сообразно числу каналов;
• фанера, шпон, доски корпуса;
• декоративные элементы, краска, лак, морилка.

Проектирование акустики

Изначально выбираем количество колонок, тип, местоположение. Очевидно, изготавливать в большем числе, нежели имеет каналов домашний кинотеатр, неразумный тактический ход. Кассетному магнитофону хватит двух колонок. К домашнему кинотеатру выйдет уже не менее шести корпусов (динамиков будет больше). Согласно потребностям аксессуары встраиваются в мебель, качество воспроизведения низких частот хромает. Теперь вопрос выбора динамиков: в издании авторства Найденко, Карпова приведена номенклатура:

1. Низкие частоты – головка CA21RE (H397) посадкой на 8 дюймов.
2. Средний диапазон – головка MP14RCY/P (H522) на 5 дюймов.
3. Верхние частоты – головка 27TDC (H1149) на 27 мм.

Приводили базовые принципы конструирования акустических систем, предлагали электрическую схему фильтра, рассекающего поток на две части (выше дан перечень трех поддиапазонов), приводили название покупных динамиков, решающих задачу создания двух колонок стерео. Избегаем повторяться, читатели могут взять труд полистать раздел, найти конкретные названия.

Следующим вопросом будет фильтр. Полагаем, фирма National Semiconductor не обидится, если отскриним чертеж усилителя перевода Ридико. Рисунок показывает активный фильтр с питанием +15, -15 вольт, 5 однотипных микросхем (операционных усилителей), граничная частота поддиапазонов вычисляется формулой, приведенной на изображении (дублируем текстом):

П – число Пи, известное школьникам (3,14); R, C – номиналы резистора, емкости. На рисунке R = 24 кОм, С — замалчивается.

Активный фильтр, питаемый электрическим током

Учитывая возможности выбранных динамиков, читатель сможет подобрать параметр. Берутся характеристики полосы воспроизведения колонки, находится стык перекрытия между ними, туда выносится граничная частота. Благодаря формуле, вычисляем величину емкости. Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может (спорный факт) задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. На частотной характеристике, приведенной в переводе, которую опускаем, граница составляет 1 кГц. Давайте посчитаем емкость указанного случая:

С = 1 / 2П Rf = 1 / 2 х 3,14 х 24000 х 1000 = 6,6 пФ.

Не ахти какая большая емкость, выбирается из условия максимально допустимого напряжения. В схеме с источниками +15 и -15 В вряд ли стоит номинал, превышающий суммарный уровень (30 вольт), возьмите пробивное напряжение (справочник поможет) не менее 50 вольт. Не пытайтесь поставить электролитические конденсаторы постоянного тока, схема обретает шансы взлететь на воздух. Отсутствует смысл разыскивать исходную схему чипа LM833 по причине Сизифова труда. Некоторые читатели найдут замену микросхеме, отличающуюся… надеемся на понимание.

Насчет сравнительно небольшой емкости конденсаторов (рознично и суммарной) описание фильтра говорит: благодаря низкому импедансу головок без активных компонентов номиналы пришлось бы увеличить. Закономерно вызывая появление искажений, обусловленных наличием электролитических конденсаторов, катушек с ферромагнитным сердечником. Не стесняйтесь двигать границу деления диапазонов, общая пропускная способность остается прежней.

Пассивные фильтры соберет своими руками каждый обученный пайке, курс школьной физики. В крайнем случае заручитесь помощью Гоноровского, лучше некуда расписаны тонкости прохождения сигналов через радиоэлектронные линии, обладающие нелинейными свойствами. Приведенный материал заинтересовал авторов фильтрами низкой и высокой частоты. Желающие поделить сигнал на три части должны зачитываться трудами, раскрывающими базис полосовых фильтров. Максимально допустимое (или пробивное) напряжение выйдет мизерным, номинал станет значительным. Под стать упомянутым электролитическим конденсаторам емкости номиналом десятки микрофарад (три порядка выше используемых активным фильтром).

Новичков тревожит вопрос получения напряжения +15, -15 В питания акустических систем. Намотайте трансформатор (пример приводился, программа ПК Trans50Hz), снабдите двухполупериодным выпрямителем (диодный мост), профильтруйте, наслаждайтесь. Наконец, активный или пассивный фильтр прикупите. Называется указанная вещица кроссовером, внимательно подбирайте динамики, диапазоны точнее соотносите с параметрами фильтра.

Для пассивных кроссоверов акустических систем найдете в интернете множество калькуляторов (http://ccs.exl.info/calc_cr.html). Исходными цифрами программа расчета принимает входные сопротивления динамиков, частоту деления. Введите данные, программа-робот быстро снабдит величинами емкостей и индуктивностей. На приведенной страничке задавайте тип фильтра (Бесселя, Баттерворта, Линквица-Райли). На наш взгляд задачка для профи. Приведенный выше активный каскад образован фильтрами Баттерворта 2-го порядка (скорость снижения АЧХ 12 дБ на октаву). Касается частотной (АЧХ) характеристики системы, понятно только профессионалам. Если сомневаетесь, выбирайте золотую серединку. В прямом смысле ставьте галку на третьем кружке (Бессель).

Акустика компьютерных колонок

Довелось посмотреть на Ютуб видео: юноша объявил, что сделает акустическую систему своими руками. Отрок талантлив: раскурочил колонки персонального компьютера - ну, совсем никакие - извлек на свет Божий усилитель с регулятором, поместил в спичечный коробок (корпус акустической системы). Компьютерные динамики известны плохим воспроизведением низких частот. Сами устройства маленькие, легкие, во-вторых, буржуи материалами экономят. Откуда в акустической системе взяться басам. Юноша взял… читайте дальше!

Наидорожайший компонент музыкального центра. Акустика класса hi-end стоимостью обходит дешевую квартиру. Ремонт, сборка колонок неплохой бизнес.

Усилитель низкой частоты акустической системы соберет продвинутый радиолюбитель, никаких кулибиных не нужно. Из спичечного коробка торчит ручка регулятора громкости, вход с одной стороны, выход - с другой. Динамики старой акустической системы малы. Юноша раздобыл старенький громкоговоритель не сказочных размеров, но солидный. С колонки советских времен акустической системы.

Чтобы звук не тревожил воздух пищанием, умный отрок сколотил дюймовые доски ящиком. Динамик старенькой акустической системы поместил в размеров почтовой коробки, сместил, как это делается производителями современных сабвуферах домашних кинотеатров. Изнутри колонку звукоизолятором отделывать поленился. Желающий может использовать для акустической системы ватин, другой схожий материал. Маленькие динамики помещены вовнутрь продолговатых коробок, только-только вмещающих торцом громкоговоритель. Гордый отрок подключил один канал акустической системы на два маленьких динамика, второй - на один большой. Работает.

Юноша сказочный молодец, не пьет в подворотне, уподобляясь сверстникам, не портит в свободное время будущих невест, занят делом. Как говорил один знакомый: «Молодому поколению прощается недостаток знания и опыта, не избыток наглости, упроченного равнодушием».

Улучшения

Решили усовершенствовать методику, откровенно надеемся, дополнение поможет сделать акустическую систему самостоятельно несколько качественнее. Проблема? Понятие выдумано радиотехниками, создателями акустических систем — частота. Вибрация Вселенной имеет частоту. Говорят, даже ауре человека присуще. Каждая добротная колонка недаром вмещает несколько динамиков. Большие предназначены для низких частот, басов; прочие — для средних и высоких. Не только размер, а и устройство у них разное. Мы уже обсуждали этот вопрос и интересующихся отсылаем к написанным обзорам, где приводится классификация акустических систем, раскрываются принципы действия наиболее популярных.

Компьютерщикам известен системный зуммер, работающий по прерыванию BIOS, который способен вроде бы выдавать один звук, но талантливые программисты выписывали на нем вычурные мелодии, даже с попыткой цифрового синтеза и воспроизведения голоса. Однако при желании бас такая пищалка выдать не может.

К чему этот разговор… Большой динамик следовало бы не просто приспособить на один из каналов, а присудить специализацию басов. Как известно, большинство современных композиций (Звук Вокруг не берем) рассчитаны на два канала (стереовоспроизведение). Получается, что два одинаковых динамика (маленьких) играют одни и те же ноты, смысл в этом маленький. В то же время с этого же канала бас теряется, а высокие частоты гибнут на большом динамике. Как быть? Предлагаем внедрить в схему пассивные полосовые фильтры, которые помогут разбить поток на две части. Схему берем иностранного издания по той простой причине, что она первой попалась на глаза. Вот ссылка на исходный сайт chegdomyn.narod.ru. Радиолюбитель переснял из книги, приносим извинения автору, что не указываем первоисточник. Это происходит по той простой причине, что он нам не известен.

Итак, картинка. Бросаются сразу в глаза слова Woofer и Tweeter. Как не сложно догадаться, это, соответственно, сабвуфер для низких частот, и динамик для высоких. Охватывается диапазон музыкальных произведений 50-20000 Гц, причем на сабвуфер приходится полоса нижних частот. Радиолюбители могут сами по известным формулам просчитать полосы пропускания, для сравнения ля первой октавы, как известно, составляет 440 Гц. Считаем, что для нашего случая такое деление подойдет. Вот только хотелось бы найти два больших динамика, по одному на каждый канал. Смотрим схему…

Не совсем музыкальная схема. В положении, занимаемом системой, идет фильтрация голоса. Диапазон 300-3000 Гц. Переключатель подписан Narrow, переводится, как полоса. Чтобы получить Wide (широкое) воспроизведение, опускаем клеммы. Поклонники музыки могут выкинуть полосовой фильтр Narrow, любителям бороздить скайп рекомендуем избегать поспешного решения. Схеме напрочь исключит петлевой эффект микрофона, известный повсеместно: пронзительное гудение вследствие переусиления (положительной обратной связи). Ценный эффект, даже военный знает сложности использования громкой связи. Владелец ноутбука осведомлен…

Для устранения эффекта обратной связи изучите вопрос, найдите, на какой частоте резонирует система, отрежьте лишнее фильтром. Очень удобно. Касательно популярной музыки микрофон отключаем, уносим подальше от динамиков (случай караоке), начинаем петь. Фильтры верхних и нижних частот оставим неизменными, изделия просчитаны неизвестными западными друзьями. Испытывающим затруднения, читая иностранные чертежи, поясняем, схема изображает (полосовой фильтр Narrow отброшен):

1. Емкость 4 мкФ.
2. Неиндуктивные сопротивления R1, R2 номиналом 2,4 Ом, 20 Ом.
3. Индуктивность (катушка) 0,27 мГн.
4. Сопротивление R3 8 Ом.
5. Конденсатор С4 17 мкФ.

Динамики должны соответствовать. Советы указанного сайта. Сабвуфером пойдет МСМ 1853, пищалкой (слово не списали) послужит РЕ 270-175. Полосы пропускания посчитаете самостоятельно. Большая буква Ω означает кОмы — ничего страшного нет, поменяйте номинал. Напоминаем, емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются, как последовательно включенные резисторы. На случай, если сложно достать подходящие номиналы. Вряд ли получится изготовить динамики своими руками, набрать небольшие номиналы сопротивлений реально. Не используйте катушки, вырезаем пластины нихрома, подобных сплавов. После изготовления резистор лакируется, большого тока не планируется, защищать элемент не следует.

Индуктивности проще намотать самостоятельно. Логично использовать онлайн-калькулятор, задав емкость, получим параметры: количество витков, диаметр, материал сердечника, толщину жилы. Приведем пример, избегая быть голословными. Посещаем Яндекс, набираем нечто вроде «онлайн калькулятор индуктивности». Получаем ряд ответов выдачи. Выбираем понравившийся сайт, начинаем думать, как намотать индуктивность акустической системы номиналом 0,27 мГн. Нам понравился сайт coil32.narod.ru, начнем работу.

Исходные сведения: индуктивность 0,27 мГн, диаметр каркаса 15 мм, проволока ПЭЛ 0,2, длиною намотки 40 миллиметров.

Сразу возникает вопрос, видя калькулятор, где взять номинальный диаметр изолированной проволоки… Потрудились, нашли на сайте servomotors.ru таблицу, взятую из справочника, которую приводим в обзоре, считайте на здоровье. Диаметр меди составляет 0,2 мм, изолированной жилы – 0,225 мм. Скармливаем смело величины калькулятору, вычисляя нужные величины.

Получилась двухслойная катушка, числом витков 226. Длина провода составила 10,88 метра сопротивлением порядка 6-ти Ом. Главные параметры найдены, начинаем мотать. Самодельная акустическая система выполняется в ручной работы корпусе, примостить фильтр место найдется. К одному выходу подключаем пищалку, к другому – сабвуфер. Пару слов касательно усиления. Может статься, каскад усилителя не потянет четыре динамика. Каждая схема охарактеризована некой нагрузочной способностью, выше нельзя подпрыгнуть. Устройство акустической системы рассчитано, учитывая фиксированный запас, чтобы согласовать нагрузку, часто применяется эмиттерный повторитель. Каскад, заставляющий схему работать, полная отдача на любой динамик.

Напутствие начинающим конструкторам

Считаем, помогли читателям понять, как правильно конструировать акустическую систему. Пассивные элементы (конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности) сможет достать, изготовить каждый. Осталось собрать корпус акустической системы своими руками. А за этим, верим, дело не станет. Важно понять, музыка сформирована гаммой частот, обрезаемых неправильным изготовлением устройства. Собравшись сделать акустическую систему, подумайте над этим, поищите компоненты. Важно передать великолепие мелодии, будет твердая уверенность: труд не пропал даром. Акустическая система прослужит долго, радость подарит.

Верим, изготовление акустических систем своими руками читателям будет в удовольствие. Грядущее время уникально. Поверьте, в начале XX века нельзя было черпать информацию тоннами ежедневно. Обучение выливалось тяжким кропотливым трудом. Приходилось обшаривать пыльные полки библиотек. Возрадуйтесь интернету. Страдивари пропитывал древесину скрипок уникальным составом. Скрипачи современности продолжают выбирать итальянские экземпляры. Вдумайтесь, прошло 30 лет, воз остался позади.

Нынешнему поколению известны марки клеев, наименования материалов. Необходимое продается магазинами. СССР лишил изобилия людей, снабдив относительной стабильностью. Сегодня преимущество описывается возможностью изобретения уникальных способов заработка. Профессионал-самоучка везде срубит капусты.

Перекопав кучу литературы, статей и пробороздив по просторам мультиязычного Интернета, толкового ответа я так и не нашел. В книгах и статьях, как правило, дается приближенная оценка результатов без конкретных аргументаций и твердых выводов. Любое же обсуждение этого вопроса на форумах приводит к многостраничным перепалкам среди участников, опять же без аргументов и результатов, позволяющих таки определиться с выбором. И как-то совершенно неожиданно на просторах нидерландской сети я обнаружил отличную и уникальную в своем роде статью по теме. Тут было все - измерения, графики, подробные комментарии и заключения от автора. Чтож.. нидерландским владеют не многие, но было бы очень неплохо, чтобы и русскоговорящие умельцы смогли, наконец, получить исчерпывающий ответ на такой важный и непростой вопрос. Я взялся за перевод.

Введение

Для создания хороших акустических систем (АС) прежде всего необходим хороший корпус. Корпус АС обеспечивает необходимое сосредоточивание (направленность) акустической энергии. В идеальном случае корпус АС должен быть абсолютно жестким и не подвергаться воздействию акустической энергии. Чаще всего материалом корпусов является древесина. Также применяются и другие материалы, такие как пластик, алюминий, камень и бетон. Большое количество АС имеют проблемы в звучании связанные с тем, что их корпуса придают свою собственную окраску звуку, так как сами излучают почти столько же звуковых волн, сколько и сама динамическая головка. Этот эффект проявляется на определенных частотах и четко себя выдает. Что же происходит на самом деле?

Что же происходит на самом деле?

Динамическая головка (ДГ), установленная в корпусе АС вибрирует в такт входному сигналу, поступающему с усилителя мощности. Эти колебания передаются через ее корзину ДГ на корпус АС и приводят к вибрации всей конструкции в целом. Другой путь передачи вибрации обусловлен быстрым сжатием и расширением воздуха внутри корпуса АС в такт хода диффузора ДГ (эффект поршня). Эти колебания очень малы по амплитуде, и их трудно обнаружить визуально или потрогав корпус рукой. В идеальном случае ДГ не имеет контакта с корпусом АС и не оказывает акустического давления на стенки ящика - акустическая система звучит, как отдельно взятая ДГ. На практике это, конечно же, недостижимо и важнейшую роль в звучании АС играет материал и конструкция их корпусов. Этот вопрос волнует меня, как и любого другого производителя качественных АС прежде всего. И чтобы иметь возможность выбирать лучший материал для постройки АС я произвел их экспериментальное исследование.

Методика измерений

Как же протестировать широкий набор материалов?

Для измерения создана специальная методика. Был сконструирован корпус (типа закрытый ящик с утопленным заподлицо динамиком) из 18мм МДФ, укрепленного 32мм слоем бетона. Вес готового корпуса тестового ящика составил 105кг.

Толщина всех исследуемых панелей тоньше, чем стены экспериментального ящика, таким образом, в конструкции формируется самое слабое звено для измерений.

Фронтальная часть тестового ящика имеет рамку под установку в нее исследуемых панелей.

Для возможности проведения измерений панелей с ребрами жесткости, в центре проема под тестовую панель установлено съемное ребро.

Описание методики

Сначала необходимо найти место для проведения контрольных измерений.

Контрольное измерение проводится без установки тестовой панели в экспериментальный корпус.

Второе измерение проводится так же, но с установленной тестовой панелью и мы видим разницу в спектрах, как показано на рисунке 1.

Если во втором измерении мы не производим никаких изменений, то соответственно никакой разницы между спектрограммами мы не должны увидеть.

Измеренное различие заключается в уменьшении звукового давления тестовой панелью.

То есть в идеальном случае (идеальный материал для корпуса АС) во втором измерении (с установленной панелью) мы не должны увидеть каких-либо всплесков частот на спектрограмме (подобно тому, что на рисунке 2).

Чтобы исключить влияние уровня окружающего шума, проводилось измерение последнего на более высокой чувствительности системы (рисунки 2, 3).

Результаты измерений

Во всех случаях использовались одинаковые настройки.

Для того чтобы исключить возможное влияние пространства, измерения проводились на малом расстоянии (17,5см) напротив центра тестовой панели.

частота дискретизации 2kHz - 6kHz

уровень -14dB

3D спад, динамический диапазон +5/-35dB

Часть первая
1. Базовое измерение	2. Уровень шума
3. Уровень шума -70dB	4. 10мм ДСП
5. 18мм ДСП	6. 18мм МДФ
7. 18мм фанера меранти	8. 18мм березовая фанера
	10. 18мм березовая фанера с ребрами жесткости
11. "Сэндвич" ДСП + березовая фанера	12. "Сэндвич" ДСП + МДФ
13. "Сэндвич" ДСП + березовая фанера + пена	14. 18мм МДФ + 20мм бетон
15. 18мм МДФ + 20мм бетон + ребра жесткости	16. 18мм МДФ + бетон + ребра жесткости + 80мм стекловаты

Часть вторая
17. 80мм стекловата	18. Березовый массив с ребрами жесткости + 80мм cтекловата
19. 18мм МДФ + 10мм минеральная вата	20. 30мм твердого дерева без ребер жесткости
21. 18мм МДФ + 7мм изомат без ребер жесткости	22. "Сэндвич" 18мм березовый массив + 7мм изомат + 18мм МДФ + ребра жесткости
23. 18мм МДФ + 11мм изомат без ребер жесткости
25. "Сэндвич" береза + 11мм изомат + 18мм МДФ	26. "Сэндвич" береза + 11мм изомат + 18мм МДФ с ребрами жесткости
27. "Сэндвич" твердое дерево + 11мм изомат + 18мм МДФ с ребрами жесткости	28. "Сэндвич" береза + 11мм изомат + 18мм МДФ с ребрами жесткости + 80мм стекловата

1. Базовое измерение

Два одинаковых базовых измерения, которые показывают между собой нулевую разницу. На практике это не совсем возможно, потому что небольшие колебания в звуковом давлении от ДГ присутствуют всегда. Эта разница очень мала, но она есть.

2. Уровень окружающего шума

Во втором измерении, тест на отсутствие сигнала пройден. Здесь был измерен уровень окружающего шума, с такой же чувствительностью, как и во всех других измерениях.

3. Уровень окружающего шума (-70 dB )

Те же условия, как и во втором измерении, но со скорректированной чувствительностью. Тут можно видеть возмущения в широком спектре частот.

4. 10мм ДСП

Наблюдается сильный резонанс на 140Hz силой в + 4 дБ, что практически сравнимо со звуковым давлением ДГ. Второй и третий резонансы на 350 и 600 Гц с более долгим временем затухания. И последний резонанс лежит в области 1200Hz.

5. 18мм ДСП

Для толстого листа ДСП, первый резонанс поднимается до 175 Гц, второй находится в области 500 Гц и почти сливается с третьим на 580 Гц.

Первый резонанс, по сравнению с 10мм листом ДСП несколько уменьшен, но резонанс на 580 Гц сильнее. Более высокочастотные резонансы на 820 и 1200 Гц так же немного усиливаются.

6. 18мм МДФ

Эта спектрограмма полностью идентична 18 мм ДСП. Все резонансы на тех же частотах и имеют одинаковую силу.

7. 18мм фанера Меранти

Фанера Меранти имеет примерно те же резонансы, как ДСП и МДФ. Первый резонанс смещается со 175 Гц до 205 Гц и имеет большее время затухания. Резонанс на 580 Гц зашкаливает за уровень +5dB и также затухает медленнее. Результаты измерений показали, что этот материал мало пригоден для качественных конструкций и не представляет интереса для дальнейших измерений.

8. 18мм березовая фанера

Эту спектрограмму стоит рассмотреть подробнее.

Первый резонанс сдвигается выше к 230 Гц и он слабее, чем у фанеры Меранти. Второй вернулся на 580 Гц, и увеличился до +10 дБ.

Резонансы в области 850 и 1200 Гц уменьшились до -6 дБ.

Так же появились резонансы от 1930 до 1990 Гц с быстрым затуханием до -35 дБ. Резонансы ниже20Гц демпфируются меньше, чем у ДСП или МДФ и имеют уровень от -15 до -25дБ.

9. 18мм МДФ с ребрами жесткости

Первый резонанс практически исчез, по сравнению с неукрепленным МДФ.

Сила резонанса на 175 Гц упала с -2 до-30 дБ. Добавился новый резонанс на 300 Гц -10 дБ. Сильный резонанс на580 Гц, достигавший +7 дБ для неукрепленной панели теперь, уменьшился до уровня -7 дБ. Остальные резонансы не изменились, и добавился еще один на 980 Гц, который слабее, чем другие, но имеет большее время затухания.

10. 18 мм березовая фанера с ребрами жесткости

Сильно ослаб первый резонанс на 230 Гц, который был на 18мм фанере без армирования. Теперь он сместился на 300Гц. Здесь нет такого заметного спада резонанса на этой частоте, как в случае армирования МДФ (с -2 до -20дБ).

Второго резонанса нет, но есть новый пик на 490 Гц с силой до -7 дБ. На более высоких частотах мы наблюдаем ту же картину, как и для МДФ.

11. «Сэндвич» 18 мм березовая фанера + 18мм ДСП

Панель существенно усиливается, и на графике мы видим сочетание двух различных характеристик. Первый резонанс практически ликвидирован. Сильный четвертый резонанс соответствует такому же более сильному резонансу на ДСП и березе в районе 580 Гц. Остальные резонансы вполне идентичны тем, что были на раздельных панелях из фанеры и ДСП.

12. «Сэндвич» 18мм ДСП + 18мм МДФ

ДСП и МДФ имеют те же характеристики. Первый резонанс передается в «сэндвич» от ранее рассмотренных раздельных панелей. Остальные резонансы в целом похожи на характеристики предыдущего «сэндвича» (измерение 11) Усиление затухания резонансов в варианте «сэндвич» примерно пропорционально увеличению толщины панели в целом, по сравнению с отдельными платами ДСП и МДФ по 18мм.

13. «Сэндвич» 18мм ДСП + пена + 18мм фанеры

Первый резонанс ослаблен по сравнению с подобным «сэндвичем» без пены. Это происходит за счет изоляции упругих слоев панелей друг от друга.

14. 18мм МДФ + 20мм бетона без ребер жесткости

На графике видно, что первый резонанс, присутствовавший на чистом МДФ на частоте 180 Гц, немного ослаб (-4дБ) и сместился на 130 Гц. Остальные более высокие по частоте резонансы значительно уменьшились. Бетон оказал сильное влияние на широкую область частот.

15. 18мм МДФ + 20мм бетона с ребрами жесткости

Первый резонанс значительно сократился. Остальные резонансы также ослабли, в среднем на 10 дБ. Однако из-за ребра жесткости появился сильный резонанс на 500Гц.

16. 18мм МДФ усиленный 20мм бетона и ребрами жесткости с демпфированием стекловатой, помещенной между ДГ и тестовой панелью.

Сильный резонанс на частоте 500Гц теперь существенно ослаб (примерно на -10дБ).

17. Плита стекловаты 80мм свободно лежащая в проеме тестового ящика.

Здесь показано, какие частоты гасит стекловолокно, помещенное между ДГ и измерительным микрофоном.

18. 18мм березовая фанера с ребрами жесткости+ 80мм стекловолокна

Превосходное демпфирование практически всех резонансов, дает картинку, которую хотелось бы иметь в действительности на многих высококачественных АС. Резонанс на 400-500Гц ослаб до -15дБ.

19. 18мм МДФ с приклеенным 10мм листом прессованной минеральной ваты

Ослабление резонансов легко обнаружить, по сравнению с чистым МДФ (измерение 6). Видно, что лист минеральной ваты в целом улучшает картину, однако ослабление самых сильных резонансов не очень велико - первого на 160 Гц -10дБ и второго на 600Гц всего на -2дБ.

20. Твердое лиственное дерево 1 30мм без ребер жесткости

Представлены типичные результаты испытаний 30мм панелейвыполненных из массива твердых пород дерева. Первый резонанс на 210 Гц довольно сильный (до -9дБ) и имеет очень плохое затухание. Резонансов на более высоких частотах меньше и они гораздо слабее по интенсивности (в среднем до -23дБ)

21. 18мм МДФ + 7мм изомат 2 без ребер жесткости

Первая резонансная частота по сравнению с чистым МДФ опустилась до 100Гц из-за увеличения массы тестовой панели. По интенсивности она достигает -5дБ. Резонансы на более высоких частотах затухают намного лучше по сравнению с МДФ (измерение 6).

22. 18мм МДФ + 7мм изомат с ребрами жесткости

Первая резонансная частота значительно поднялась со 100 до 400 Гц. Наблюдается значительное снижение ее интенсивности с -5дБ (для чистого МДФ) до -15дБ. Результат от применения такого сочетания материалов с применением укрепления очень продуктивен.

23. 18мм МДФ 11mm изомат без ребер жесткости

Первая резонансная частота так же понижается за счет увеличения веса по сравнению с чистым МДФ. Этот резонанс теперь располагается на частоте 105 Гц и ослаблен до -12 дБ. Аналогично ослабли и резонансы на более высоких частотах по сравнению с измерением 6. В целом для 11мм изоматарезультаты несколько лучше, чем для 7-и миллиметрового.

24. 18мм МДФ + 11мм изомат с ребрами жесткости

Практически те же закономерности, что и с 7мм изоматом в измерении 22. Результаты несколько улучшились засчет увеличения толщины и массы панели. Резонанс на 400 Гц имеет уровень -17 дБ.

25. «Сэндвич» 18 мм МДФ + 11 мм изомат + 18мм березовый массив без ребер жесткости.

Практически «чистая» картинка, больше нет ярко выраженных резонансов. На всем частотном диапазоне ослабление резонансов составляет 35дБ и более. Присутствуют только четыре малых резонанса силой-25 дБ на частотах 340, 700, 1K и 1,5 кГц. Из всех измерений только бетон (измерение 16) был немного лучше.

26.„Сэндвич“ 18мм МДФ + 11мм изомат + 18мм березовый массив с ребрами жесткости

Такое сочетание в значительной степени подобно измерению 24. В принципе, я ожидал некоторого улучшения результатов измерения 25. Но мы получили несколько худший результат, который, вероятно, объясняется способом крепления тестовой панели.

Наиболее вероятные причины ухудшений заключаются в следующем:

Внутренняя поверхность ящика изолируется от внешней слоем изомата;

Ребра жесткости внутри ящика должны быть приклеены непосредственно к внутренней поверхности исследуемой панели;

Во время тестовых измерений для крепления панели и ребер жесткости я мог применять только шурупы (без клея), чтобы иметь возможность проводить несколько измерений;

Внутренняя панель крепится с помощью ребра жесткости из березы;

При этом основанием крепления является МДФ + изомат на шурупах;

Невозможно было закрепить дополнительно ребро жесткости на тестируемой панели, так как шурупы бы создали дополнительный путь передачи резонансов на внешний слой «сэндвича»

Это результат прямой передачи вибраций от внутреннего слоя наружу;

Изомат потерял свой изоляционный характер, резонансы распространились в обход него;

Внешний слой МДФ и изомат крепятся по краям и не полотно прилегают друг к другу в центре панели.

27. „Сэндвич“ 18мм МДФ + 11мм изомат + 30мм слой твердого лиственного дерева с ребрами жесткости

Здесь 18мм слой березы заменен 30мм слоем твердолиственного дерева.

Такая комбинация имеет те же проблемы, что и выше (измерение 26).

Суммарно результат выглядит даже хуже предыдущего.

28. «Сэндвич» 18мм МДФ + 11мм изомат + 18мм березовый массив с ребрами жесткости + 80мм стекловаты

Это измерение должно было быть практически идентичным 26-ому измерению, так как было добавлено только стекловолокно. Можно заметить, что результат получился лучше, чем ожидалось. Во всем диапазоне затухание резонансов -35 дБ и только между 300-500 Гц присутствует 2 малых резонанса по уровню -27 дБ. Этот результат является самым лучшим из всех измерений, превосходя даже бетон. Улучшение результатов по сравнению с измерением 26 вероятно произошло за счет лучшей фиксации тестовой пластины. В последнем измерении для крепления панели применялись еще большие шурупы, чтобы обеспечить максимально возможную степень прижатия к корпусу тестового ящика.

Заключение (по первой части)

В процессе измерений постоянно контролировалась тенденция улучшения/ухудшения результатов. Если результат с новым материалом оказывался хуже предыдущего, то экспериментов с ним дальше не проводилось.

Толщина панели оказывает большое влияние на уровень резонансов и их затухания - чем толще панель, тем быстрее происходит затухание.

Первый резонанс уменьшается всегда за счет увеличения толщины и веса панели.

Изоляция пластин эластичной прослойкой (пена) оказывает отрицательное воздействие на общую картину резонансов. Поэтому я не стал продолжать с резиной и другими эластичными материалами в качестве прослойки.

„Сэндвич“ панели во всех случаях оказались лучше, чем материалы, из которых они были сделаны по отдельности.

Ребра жесткости, расположенные в центре тестовой панели оказывают существенное влияние на уменьшение первого резонанса.

Панели с конструкцией «сэндвич» с укреплением ребрами жесткости в итоге дают наилучшие результаты.

Превосходный результат дает применение ребер жесткости в сочетании с бетоном. Весь спектр частот, кроме области высоких заслуживает высокой оценки.

Демпфирование с целью снижения резонансов на высоких частотах позволяет подавить все резонансы до уровня не более -35 дБ.

На практике все эти мероприятия позволяют получить невероятно открытый без призвуков звук. Это можно хорошо заметить во всех паузах и перерывах сигнала.

Дополнения (по результатам второй части измерений)

Каждая комбинация материалов дает различное снижение пропускания звуковых частот.

Выбранное направление применения в конструкции стенок упругого изомата позволяет максимально приблизиться к нейтральным характеристикам тестового ящика из MDF и бетона (т.е. к идеалу).

Влияние мизерных резонансов, наблюдаемых на последних картинках, не удалось обнаружить в звучании музыки, они были обнаружены лишь с помощью чувствительного измерительного оборудования.

На данный момент я работаю над созданием первого прототипа для корпуса с применением изомата. 3

Строительство подобных кабинетов настолько точный и сложный процесс, что для возможности применения таких конструкций на практике требуются дополнительные исследования в этой области.

Примечания (от переводчика)

1 К сожалению, автор измерений не отметил, из какого именно дерева он изготовлял тестовые панели. Твердые лиственные породы: дуб, бук, граб, ясень, клён, саксаул и другие. Возможно, что с переходом от одной породы дерева к другой существенных изменений в наблюдаемой картинке не происходит.

ISOMAT ) - (не путать с туристическими ковриками!) прессованный звукоизолирующий композит. Обладает высокой удельной массой, жесткостью и твердостью. Дает отличные результаты при звукоизоляции листовой стали, алюминия, дерева и пластика.

Оригинал статьи можно посмотреть здесь: www.hsi-luidsprekers.nl Автор проделал поистине колоссальную и полезную работу! Если увидит.. Thanks!

Надеюсь, перевод статьи многим окажется полезным и с одной стороны поставит точки во множественных спорах, а с другой подтолкнет наших умельцев на новые увлекательные обсуждения, но уже предметные и с аргументациями.

*Название темы на форуме должно соответствовать виду: Заголовок статьи [обсуждение статьи]