Пассивный излучатель басов своими руками

Пассивный излучатель басов своими руками

Большой проблемой для любой акустической системы являются низкие частоты. Чтобы поднять их уровень чаще всего применяется фазоинвертор. Он не сложен в изготовлении, но довольно сложно его правильно рассчитать. Намного проще поднять басы акустической системы, установив в них пассивный излучатель своими руками. Поэтому в этой статье рассмотрим подробнее что такое пассивный излучатель.

Что такое пассивный излучатель

Пассивный излучатель (он же пассивный динамик) — это излучатель, лишенный магнитной системы и катушки. Он не способен преобразовывать электрический сигнал в звуковые колебания, а значит не может работать самостоятельно и должен возбуждаться активным излучателем, установленным в тот же закрытый корпус.

Наиболее эффективен пассивный излучатель на низких частотах. Н а средних и высоких частотах звукового давления, создаваемого активным излучателем, просто недостаточно. Поэтому используя пассивный динамик можно своими руками значительно улучшить басы вашей акустической системы.

АЧХ колонки с пассивным излучателем

Установка пассивного излучателя приводит к увеличению площади излучающей поверхности. Два диффузора колеблются вместе, поэтому во-первых повышается уровень в НЧ диапазоне, а во вторых и повышается КПД всей акустической системы.

Для примера рассмотрим обобщенную АЧХ акустической системы до и после вставки пассивного излучателя.

На сравнительном графике видно, что при наличии пассивного излучателя, АЧХ акустической системы значительно повышается в диапазоне от 20 до 500Гц. А это и есть низкочастотная область, т.е. те самые басы.

Как активный, так и каждый пассивный излучатель имеет свою резонансную частоту. На этой частоте его колебания максимальны.

Основную трудность для любой акустической системы обычно представляют самые низкие частоты, поэтому резонансную частоту всегда стараются понизить. Для этого диффузор пассивного динамика делают большей массы.

Колонка с пассивным излучателем

Довольно популярная сегодня область применения пассивных излучателей — это портативные колонки. При их размерах не так то просто получить действительно хороший бас. Акустический пассивный излучатель может значительно улучшить ситуацию .

Если вы хотите своими руками сделать портативную колонку, то перед вами стоит вопрос контроля заряда аккумулятора. Для этих целей рекомендую глянуть статью Умный контроллер заряда литиевых аккумуляторов — модуль на tp4056. Тем более что стоят такие модули всего 30 центов за штуку.

Но даже если колонка не портативная, а настольная диаметр диффузора пассивного динамика должен быть больше или равен диаметру активного излучателя.

При этом собственный резонанс пассивного излучателя должен лежать ниже резонанса основного динамика. В идеале, для настольной акустики он должен лежать ниже 20Гц. Будет еще лучше, если такую же низкую резонансную частоту будет иметь и активный громкоговоритель.

Применяется пассивный излучатель только в корпусе типа закрытый ящик. Т.к. возбуждается он только колебаниями воздуха внутри корпуса от активной головки. Следовательно любая негерметичность корпуса колонки с пассивным излучателем сильно снижает эффективность отдачи по басам.

Пассивный излучатель своими руками

Можно легко сделать пассивный излучатель своими руками, удалив у низкочастотного динамика магнитную систему и подвижную катушку. Лучше использовать басовый динамик диаметром не меньше предполагаемого активного излучателя. Так же не лишним будет немного утяжелить диффузор.

Не обязательно препарировать нормальный динамик, чтобы сделать из него пассивный динамик своими руками. Лучше использовать его по назначению, а в дополнение к нему дешево купить пассивный излучатель на AliExpress.

Показанные выше пассивные излучатели отлично подходят для создания самодельных портативных колонок. Они обладают диаметром 2 дюйма и стоят всего 143 рубля за пару. Покупать рекомендую в этом магазине.

Еще более интересный вариант:

Эти пассивные излучатели уже меньше похожи на обычные динамики потому, что лишены металлической корзины и имеют минимальную толщину. Они обладают диаметром 3 дюйма (79мм), за счет чего могу обеспечить лучшие басы. Обойдутся они несколько дороже — 515 рублей за пару. Ссылка на магазин.

Больше диаметр — больше басов:

Это уже 4-х дюймовый пассивный излучатель басов. Его цена так же не столь велика и составляет 260 рублей. Купить его можно тут. Однако благодаря большему диаметру он еще лучшую отдачу по низким частотам.

Заключение

Пассивные излучатели уже давно используются во многих типах колонок, заменяя собой фазоинвертор. Например, пассивный излучатель отлично подходит для сабвуфера, особенно автомобильного. Поэтому определенно стоит попробовать встроить пассивный излучатель своими руками в вашу АС.

Материал подготовлен исключительно для сайта AudioGeek.ru

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сабвуферы для автомобильной аудиосистемы у нас ассоциируются в основном с чем-то большим, занимающим весь багажник и обязательно сотрясающим всю машину. Правда, про музыку при этом почему-то никто не вспоминает. А меж тем, в очень многих случаях именно компактные конструкции будут оптимальным выбором.

Из-за своих размеров такие ультракомпактные сабы многие называют "подседельными", и это вполне объяснимо – во многие машины они действительно легко встают под передние сиденья.

Они не пользуются бешеной популярностью, но всё из-за того, что большинство подобных низкочастотников обычно имеют низкую перегрузочную способность, да и в глубокий бас почти не забираются. Тем не менее, встречаются конструкции, которые в этом плане выделяются на общем фоне. Никакого обмана физики, лишь грамотное использование её законов. Вот почему я не смог оставить без внимания этот Cadence QSA-PR8 – некоторые особенности позволили получить от саба со столь смешными размерами более уверенный бас.

Читайте также:  Как обрезать изображение в опен офис

В целом конструкция аналогична большинству других "подседельников", представленных на нашем рынке – металлический корпус, плоский динамик, расположенные с торца регулировки и терминалы подключения кабелей. Можно сказать, классический форм-фактор.

Размеры самого корпуса без учёта клемм и элементов крепления – всего 29 х 24,5 х 7 см. Для крепления в комплект вложены вот такие ножки из жёсткой резины, они крепятся к корпусу винтами.

К слову, сам корпус используется ещё и как радиатор для встроенного усилителя, поэтому при работе становится немного тёплым.

"Низкопрофильный" 8-дюймовый динамик с алюминиевым диффузором закрыт сетчатым грилем. Но не плоским, как это часто делают, а с небольшим рельефом. Таким образом удалось сделать его жёстче и победить звон самой сетки. Эта мелочь частенько портит впечатление и от более дорогих "ультракомпактников".

Встроенный усилитель, разумеется, работает в "экономичном" классе D. Для питания вполне сойдут кабели калибром 8 Ga (8 кв. мм). О больших мощностях речи не идёт, так что предохранителя 25 А тут вполне достаточно.

Подключать сабвуфер можно как традиционно, по линейным входам, так и по "высокому уровню". Поскольку такие сабы чаще всего выгодно использовать именно при апгрейде штатных систем, последнее как раз может пригодиться. Плюс есть ситема автоматического включения.

Регулировки стандартные – чувствительность, частота среза ФНЧ (от 50 до 150 Гц) и бас-буст. Необходимость в последнем, как оказалось, довольно спорная, но никто и не заставляет выкручивать его на максимум. А вот переключатель полярности – полезная штука, он позволяет точнее согласовать звучание саба с акустическими системами.

В комплекте идёт проводной пульт ДУ – компактный и аккуратный. Длины провода хватит, чтобы утащить сабвуфер в багажник, хотя, на мой взгляд, это будет не совсем оптимальное место для его установки.

А теперь та самая фишка, которую обещал в самом начале. Если присмотреться к Cadence QSA-PR8 повнимательнее, то можно заметить, что боковые стенки здесь не совсем привычные. Дело в том, что здесь используется акустическое оформление типа пассивный излучатель. Попробую пояснить, что это такое и как работает.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Вспомним про фазоинвертор

Наверняка вы знаете, как работает фазоинверторное оформление. Если нет, коротко поясню. Итак, динамик создаёт внутри корпуса поочерёдно то повышенное, то пониженное давление воздуха.

Внутренний объём корпуса сообщается с окружающим пространством через порт фазоинвертора. Но воздух внутри порта не просто свободно гуляет туда-сюда. Эта воздушная масса обладает определёнными массой и жёсткостью, поэтому эти колебания "проталкиваются" через порт с некоторой задержкой. Так вот, всё дело как раз в величине этой задержки.

Размеры и пропорции порта рассчитываются так, чтобы на определённой частоте получить совпадение – когда диффузор идёт вперёд, то и воздух из порта в этот же момент выходит наружу. Когда диффузор идёт назад, то и воздух должен "втягиваться" портом в корпус. Получается, что порт и диффузор работают синхронно, что и создаёт эффект акустического усиления.

Иными словами, порт как бы переворачивает фазу колебаний, инвертирует её. Собственно, поэтому оформление и называется фазоинверторным. Разумеется, такой резонанс возможен не во всём частотном диапазоне, а лишь на одной частоте. Она и называется частотой настройки порта.

Пассивный излучатель вместо порта фазоинвертора

Но вернёмся к Cadence QSA-PR8. Тут использован тот же принцип, только вместо воздуха внутри порта работает пассивный излучатель – это небольшой плоский диффузор на гибком подвесе. Условно говоря, как динамик, но без магнитной системы. Он работает точно так же, как и порт, но при этом имеет одно важное отличие – не занимает много места.

Если быть точнее, то в Cadence используется даже два таких пассивных излучателя – каждый размером 18 х 5 см. Беглое изучение с помощью измерительного комплекса Audiomatica Clio показало, что они настроены примерно на 60 Герц.

Здесь мы имеем не просто оформление типа закрытый ящик (как большинство компактных сабов), а, можно сказать, "почти фазоинвертор". Отсюда и самое важное достоинство – этот саб не просто "колотит", его эффективный частотный диапазон заметно расширен вниз. Иными словами, на деле Cadence выдаёт более приятный "мясной" бас, чем большинство аналогичных сабов.

Да, нужно понимать, что он не предназначен для "негров". Более того, всё указывает на наличие здесь сабсоника – фильтра, который ограничивает инфрабас. По крайней мере, динамик не начинает биться в истерике при попытке "ввалить в него дури". Это в первую очередь положительно сказывается на запасе неискажённой громкости.

Читайте также:  Генератор ключей навител андроид

Кстати, о запасе громкости. Бас-буст здесь нужно использовать очень аккуратно, иначе этот запас заметно сокращается.

Нужно отдать должное, сабсоник настроен аккуратно и не срезает на басе "мясо", которое с таким трудом удалось добиться использованием пассивных излучателей. Если не ждать от саба запредельной громкости, то на обычной популярной музыке, инструментале или ритмичной электронике саб добавляет звучанию вкусной основательности.

Рекомендации к использованию Cadence QSA-PR8 практически те же самые, что и для любой компактной модели – когда нет места для полноразмерного саба и когда не нужно сотрясать всё вокруг "нигга-инфрабасом", зато нужно получить просто насыщенное и основательное звучание без излишнего фанатизма.

К плюсам "подседельного" размещения сабвуфера отнесу возможность поиграться с настройками ФНЧ в более широких пределах, чем с обычным сабом в багажнике. К примеру, если нужно получить более "ударное" звучание, то можно поднять частоту повыше без боязни получить "задний бас". Или так можно поступить, например, если фронтальная акустика установлена просто в штатных местах без серьёзных доработок, а потому имеет не очень хорошую отдачу на нижних частотах.

И ещё раз повторюсь – за счёт акустического оформления Cadence QSA-PR8 позволяет получить более насыщенный бас, чем большинство аналогичных сабвуферов в закрытых корпусах. Это и есть та самая особенность, которая заставляет обратить на эту модель более пристальное внимание.

Плюсы:
Очевидно, компактные размеры и простая установка
Более насыщенный бас, чем у большинства ультракомпактных сабвуферов
Неплохой для такого вида сабвуферов запас неискажённой громкости
Система автовключения при подключении по высокоуровневым входам
Качественная герметичная сборка, отсутствие призвуков

Минусы:
Глубокого баса от таких сабов ждать не нужно, но это просто физика

Вот чем мне нравится Kicker, так это своим нестандартным подходом. Пока все упёрлись и вагонами клепают сабвуферы в фазоинверторных корпусах, эти старички car audio просто вспоминают, что есть ещё и другие виды оформления. Пассивный излучатель (он же – passive radiator) имеет много общего с фазоинвертором, но лишён очень многих его недостатков. И ведь ничего нового, Гарри Олсон описал его принцип в своём патенте аж в 1935 году…

Не стану забегать вперёд и первым делом "встречу по одёжке". Kicker CWTB10 очень компактен – длина корпуса не превышает 44 см. Внешний диаметр, соответственно, как у типовой "десяточки" – немногим меньше 28 см. В серии есть и 8-дюймовая модель, она ещё компактнее.

Особо отмечу, что сабвуфер позиционируется производителем как универсальный – его можно использовать не только в автомобиле, но и, скажем, в катерах, открытых внедорожниках или квадроциклах. Корпус выполнен из толстого ударопрочного пластика и полностью герметичен.

Для крепления сабвуфера предусмотрены отверстия с резьбой, а в комплекте идут несколько кронштейнов для горизонтального или вертикального монтажа.

Мне на тест досталась модель с номинальным импедансом 2 Ом, но вообще у Kicker CWTB10 есть и 4-омная версия. 2-омную лучше подключать к какому-нибудь басовому моноблоку, а вот 4-омную можно использовать и с многоканальными усилителями, подключая сабвуфер к паре каналов в мост.

Теперь, собственно, к акустическому оформлению – пассивному излучателю. Форма корпуса тут играет не самую важную роль, но в нашем случае он выполнен в виде трубы, на концах которой – по диффузору. Динамику на самом деле принадлежит только один из них. Второй точно такой же диффузор и на точно таком же подвесе – это и есть пассивный излучатель.

КАК РАБОТАЕТ ПАССИВНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ?

Я не зря в самом начале упомянул, что пассивный излучатель имеет много общего с фазоинвертором. Для тех, кто не знает как работает фазоинвертор, коротко рассказываю.

Когда диффузор динамика ходит туда-сюда, он попеременно то сжимает, то разжимает воздух внутри корпуса. Соответственно, этот воздух будет попеременно стремиться то выйти наружу через порт, то засасываться через него обратно. Но фишка в том, что воздух внутри порта имеет определённую инертность, и к выходу из него все эти колебания будут "добираться" с некоторым запозданием.

На определённой частоте (именно она и называется частотой настройки порта) окажется так, что воздух на выходе из порта будет колебаться синхронно с самим диффузором. Т. е. излучения от диффузора и из порта будут складываться. Собственно, это и есть эффект акустического усиления.

Пассивный излучатель работает абсолютно по такому же принципу. Только вместо порта с воздушной массой внутри него тут работает просто диффузор на подвесе. По сути, пассивный излучатель – это точно такой же динамик, только без магнитной системы. И если настройку обычного фазоинверторного порта можно менять его пропорциями и размерами, то в пассивном излучателе настройка меняется массой диффузора и упругостью/вязкостью/жёсткостью его подвеса.

В ЧЁМ ПРЕИМУЩЕСТВА ПАССИВНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ ПЕРЕД ОБЫЧНЫМ ФАЗОИНВЕРТОРНЫМ ПОРТОМ?

Читайте также:  Vuescan черно белые негативы

А вы посмотрите на размеры корпуса, и вопрос отпадёт сам собой. В случае с Kicker CWTB10 внутренний объём получается что-то около 27 литров. Если попробовать рассчитать обычный порт для такого корпуса (например, в JBL Speakershop или в BassPort), то программа выдаст для него ну очень неудобные размеры. Либо сечение будет слишком маленьким, либо длина невменяемой.

А у пассивного излучателя можно сделать хоть какую площадь и хоть какую настройку. Как думаете, получится сделать обычный порт такого же сечения с низкой настройкой? Вот и я о том же.

КАК ЭТО УСТРОЕНО ВНУТРИ?

Динамики крепятся через "лапы" защитного гриля. Чтобы добраться до винтов, нужно всего лишь снять с них заглушки.

Кстати, это вам не саморезы какие-нибудь, всё серьёзно – с вживлёнными в корпус закладными гайками.

Внутри корпус заполнен распушённым синтепоном. Если коротко, то он, во-первых, создаёт эффект "увеличения" внутреннего объёма, а во-вторых, в какой-то мере демпфирует колебания воздуха внутри него.

Сам динамик – без лишних этикеток и прочих украшательств. Хотя указанная на лицевой стороне серия Comp R намекает на его родство с отдельным сабвуферным динамиком Kicker 43CWR104. Скорее всего, это он и есть, только в упрощённом исполнении – без декоративных накладок и с более простыми терминалами подключения кабелей.

А вот то, что стоит с другой стороны корпуса. Снаружи выглядит как динамик, но внутри на динамик совсем не похож. Вернее, похож на динамик без мотора.

Там, где к диффузору обычно крепится катушка, закреплена металлическая шайба – она корректирует вес подвижной системы.

Для интереса снял импедансную кривую не только целиком для всего сабвуфера, но и отдельно для динамика. Судя по характеру кривых, пассивный излучатель настроен где-то около 35 Гц, что очень близко к Fs самого динамика.

Измеренные параметры динамика в сабвуфере Kicker CWTB10:
Fs (собственная резонансная частота) – 35 Гц
Vas (эквивалентный объем) – 19,5 л
Qms (механическая добротность) – 8,97
Qes (электрическая добротность) – 0,51
Qts (полная добротность) – 0,49
Mms (эффективная масса подвижной системы) – 159 г
BL (коэффициент электромеханической связи) – 11,1 Тл м
Re (сопротивление звуковой катушки постоянному току) – 1,8 Ом
dBspl (опорная чувствительность, 1м, 1Вт) – 84,2 дБ

Впрочем, параметры динамика это так, больше для интереса. Мы же имеем готовый сабвуфер, поэтому оценю его работу в сборе.

Для начала снимаю АЧХ излучения самого диффузора. Обратите внимание на провал как раз в зоне настройки пассивного излучателя – около 35 Гц:

Дело в том, что при работе сабвуфера на этой частоте пассивный излучатель входит в резонанс и сам начинает сжимать-разжимать воздух в корпусе, и для динамика воздух в корпусе как бы становится упруже. Что, в свою очередь, и ограничивает ход его диффузора.

Получается, сабвуфер на этих частотах почти не работает? Конечно же, нет, просто вблизи частоты настройки пассивного излучателя работает в основном не динамик, а сам излучатель:

И вот так они работают вместе:

Общую АЧХ показать, к сожалению, не могу, поскольку измерения на нижних частотах корректно делать лишь в ближнем поле (не вести же его из-за одного измерения в безэховую камеру МТУСИ). Но даже беглый анализ АЧХ динамика и пассивного излучателя даёт понять, что в салоне автомобиля сабвуфер должен работать очень вкусно. Что, собственно, и подтвердилось на практике.

ПРОБА В ДЕЛЕ И ВЫВОДЫ

Небольшой эксперимент в автомобиле показал, что не стоит преждевременно судить о возможностях этого саба по его размерам. Пассивный излучатель при правильной настройке (а здесь он настроен правильно) – большая сила. По отдаче и глубине баса Kicker CWTB10 уж точно не уступает среднестатистическому 12-дюймовому сабвуферу.

По характеру баса скажу одно – это Kicker. Плотный, весомый, сочный. Для клубной музыки – вообще находка. Что интересно, с увеличением громкости бас не начинает давить на уши, зато начинает восприниматься тактильно – басовый ритм воспринимается ударами в грудь как будто тяжёлым резиновым мячом. И это от какой-то там десяточки!

На открытом пространстве (а с таким исполнением Kicker CWTB10 можно спокойно использовать хоть на катере, хоть на открытом внедорожнике) бас вполне естественно теряет в глубине, но почти не теряет в напоре. Я бы даже сказал, что он становится ещё более плотным и собранным по своей структуре. И опять же, самое то для ритмичной клубной музыки.

В общем, правильно рассчитанный пассивный излучатель – это вам не какой-то там "фазик на трубе". Это посерьёзней будет.

Плюсы:
Компактен, удобен в установке
Можно использовать в открытых внедорожниках, катерах, квадроциклах и т.д.
Качественное исполнение
Неожиданно высокая для 10-дюймового калибра басовая отдача
На клубной музыке бас просто шикарен

Минусы:
Тяготеет преимущественно к ритмичной музыке

Ссылка на основную публикацию
Охлаждение оперативной памяти своими руками
Не будем задаваться вопросом «зачем это?» - и так понятно. Многие производители, заложив в свою IT-продукцию широкие возможности, в том...
Они обычно ходят всюду вместе
A phrasal verbis usually a two-word verb: get on, go behind, fall off, turn up, run off. The most common...
Определение задачи использует нерекомендуемый компонент планировщик
Планировщик задач Windows позволяет пользователю выполнять продвинутую настройку ПК и совершать запуск нужных ему приложений и утилит в конкретное время...
Охлаждение для телефона своими руками
Одним из популярных технических решений в смартфонах 2018 года стало использование систем водяного охлаждения — например, трубки с жидкостью стоят...
Adblock detector