Установка акустики в Сызрани — основы правильной установки

Где монтировать динамики ?

Автомобильные громкоговорители обычно не отличаются высокой чувствительностью, но обладают хорошими частотными характеристиками, широкой диаграммой направленности и сбалансированным звучанием. Обычно широкополосные или коаксиальные громкоговорители размещают в дверях или кикпанелях, низкочастотные или средне-низкочастотные — сзади, а высокочастотные (учитывая их направленность) — на передней панели, но, конечно же, это не догма — все зависит от конкретной машины, а также мастерства и фантазии установщика. Лучше отказаться от установки высокочастотных излучателей за спиной слушателей, потому что это может привести к потере звуковой перспективы. Отдельные низкочастотные громкоговорители можно устанавливать в любых удобных местах, поскольку направленность излучения на низких частотах практически отсутствует. Стереоэффект, как известно, не проявляется на частотах ниже 300 Гц. То же самое относится к установке сабвуфера. Его можно устанавливать под сиденьем или в багажнике.

Наиболее серьезные фирмы, производящие громкоговорители, в большинстве случаев дают рекомендации по размещению и монтажу динамиков в салоне автомобиля в зависимости от его типа. В ряде случаев акустические системы разрабатываются для конкретных моделей автомобилей таким образом, чтобы отвечать требованиям высококачественного воспроизведения звука.

Что такое «подзвучка» («rear fill») и как эффективно ее использовать ?

Подзвучка сзади вносит глубину и объем в звучание музыки. В правильно спроектированной двухканальной (стереофонической) системе подзвучку можно получить из исходного сигнала, исключив высокочастотные излучатели («пищалки») в задних динамиках. Все, что уловил в процессе записи стереофонический микрофон, создает панораму или объем. Поскольку записи стереофонические, остается только воспроизвести их. У многих привлекательных тачек IASCA нет «пищалок» в задних динамиках. Правда, большинство из них подверглись доработке. Однако при добавлении высокочастотных излучателей сзади необходимо, чтобы к задним динамикам подводилась меньшая мощность, чем к передним. В противном случае произойдет потеря приоритета фронтальной перспективы, а это совсем не то, что хотелось (на концерте Вы не садитесь спиной к сцене ?) Подходящий уровень громкости подзвучки — когда вы только начинаете ее уверенно различать, сидя на переднем сидении. Акустика из раздельных компонентов не годится для этих целей и может свести на нет все усилия, поэтому лучше использовать пару коаксиальных динамиков.

Как правильно отрегулировать чувствительность усилителя ?

Лучше всего делать это при помощи тестовых сигналов и осциллографа, но поскольку большинству автолюбителей это недоступно, воспользуйтесь упрощенной методикой.

  1. Отключите все входные сигналы от усилителя.
  2. Установите регуляторы чувствительности на минимум.
  3. Включите любимую музыку и установите громкость звучания источника сигнала приблизительно 90%, регуляторы тембра — в среднее положение. Максимальную громкость устанавливать не стоит — могут появиться искажения.
  4. Подайте сигнал на вход одного канала усилителя.
  5. Поворачивайте регулятор чувствительности этого канала до тех пор, пока не появятся искажения сигнала.
  6. Слегка поверните регулятор в обратную сторону.
  7. Отключите сигнал от данного входа.
  8. Повторите шаги 4-7 для каждого входа.
  9. Выключите источник сигнала.
  10. Подключите все входы усилителя — и все готово !

Если у Вас случайно завалялся осциллограф (а может, еще и диск с тестовым сигналом), можно проделать все вышеописанное с той только разницей, что регуляторы надо установить в таком положении, когда Вы заметите на экране ограничение (клиппирование) выходного сигнала усилителя.

Если Вы используете несколько динамиков, подключенных одновременно к одному выходу усилителя, регулировку нужно выполнять именно для группы динамиков, поскольку они взаимодействуют с усилителем как одно целое.

Как правильно выбрать частоту среза и крутизну АЧХ разделительного фильтра (кроссовера) и настроить его?

Прежде всего, это потребует определенного терпения. Сабвуфер включается в работу на частотах ниже примерно 100 герц, доводя звучание до желаемого. Запомните, что повышение частоты раздела увеличивает подводимую мощность, но чрезмерное ее повышение может привести к хриплому или ненатуральному звучанию. Вывод такой — выбрать частоту среза так, чтобы динамики работали без перегрузки, а затем произвести точную подстройку фильтра для получения натурального звучания. После этого можно получить такой звук, какой Вам нравится, но помните, что даже малейшие изменения частоты среза могут привести к ощутимым изменениям в звучании и общем впечатлении от Вашей системы.

Например, сабвуфер работает на частотах не более 120 Гц, средне-низкочастотный динамик диаметром 6,5″ (17 см) удовлетворительно воспроизводит частоты выше 90 Гц, 5,25″ (13 см) — выше 100 Гц, среднечастотный динамик диаметром 4″ (10 см) эффективен на частотах выше 500 Гц. Для высокочастотных динамиков частота среза фильтров выбирается в диапазоне 3500-5000 Гц. Предполагается, что используются фильтры второго порядка с крутизной спадающего участка АЧХ 12 dB/октава. В случае большей крутизны низкочастотного фильтра частоту среза можно выбрать другой. Учтите, что здесь нет прямых и четких рекомендаций (кроме приглашения к эксперименту), так что не сожгите динамики при регулировке!

Как сгладить амплитудно-частотную характеристику системы?

Прежде всего, для этого необходим хороший эквалайзер — 15-полосный (2/3 октавный) или 30-полосный (третьоктавный) или квазипараметрический эквалайзер (например, PAR 224 фирмы PPI), который позволит выбрать центральную частоту и ширину полосы регулирования (добротность) для каждого регулятора. Это позволит произвести регулировку в определенных частотных полосах. Кроме того, потребуется на некоторое время анализатор спектра (RTA — Real Time Analyzer) — самый дорогой компонент из имеющегося обычно в хорошем магазине оборудования. Настройка производится регуляторами эквалайзера таким образом, чтобы в полосе воспроизводимых частот измеренная анализатором спектра АЧХ была максимально плоской. Эту регулировку могут сделать и в магазине, но, к несчастью, в большинстве магазинов это не делают бесплатно, поскольку правильная настройка может занять от получаса до многих часов.

По другому способу предлагается приобрести измеритель звукового давления (SPL meter — в Radio Shack от $32 до $60) и тестовый диск (например, Autosound 2000 — $25), на котором записаны дискретные частоты с шагом 1/3 октавы. Воспроизводя эти частоты и измеряя звуковое давление, строим АЧХ системы. Анализируя ее, находим участки, требующие частотной коррекции. Этот способ потребует намного больше времени, чем при использовании анализатора спектра (тот анализирует все частоты спектра одновременно), но окажется намного дешевле при самостоятельном выполнении. Измеритель звукового давления в крайнем случае можно заменить высококачественным микрофоном с известной АЧХ и милливольтметром. Качество настройки не пострадает, но придется учитывать и АЧХ микрофона.

И напоследок: не доверяйтесь полностью приборам. После инструментальной настройки проверьте звучание системы или, лучше, воспользуйтесь услугами эксперта.

Как подключить динамики последовательно и параллельно?

При последовательном соединении два или более динамиков соединяются таким образом, что «плюсовой» вывод первого динамика соединяется с «плюсовой» выходной клеммой усилителя, а «минусовой» вывод — с «плюсовым» выводом второго динамика и т.д. «Минусовой» вывод последнего динамика в цепочке соединяется с «минусовой» выходной клеммой усилителя.

При параллельном соединении «плюсовые» выводы всех динамиков соединяются с «плюсовой» выходной клеммой усилителя, а «минусовые» выводы — с «минусовой».

Убедитесь, что при выбранной схеме соединения динамиков не превышается нагрузочная способность усилителя. Для вычисления эффективного сопротивления группы динамиков используйте следующие формулы:

Последовательное соединение:

R(t) = R(1) + R(2) + R(3) + … + R(n)

Сопротивления всех динамиков складываются. Например, общее сопротивление группы из 3 последовательно соединенных динамиков сопротивлением по 4 Ома будет 4 + 4 + 4 = 12 Ом.

Параллельное соединение:

1/R(t) = 1/R(1) + 1/R(2) + 1/R(3) + … + 1/R(n)

Проводимости всех динамиков складываются. Например, общее сопротивление группы из 3 параллельно соединенных динамиков сопротивлением по 4 Ома будет 1 / ( 1/4 + 1/4 + 1/4) = 1 / (3/4) = 1.33 Ом.

Есть ли заменители Dynamat’а ? Он так дорог !

«Дайнамат» — торговая марка звукопоглощающих покрытий, предназначенных для снижения объемного шума. «Dynamat», «Stinger RoadKill» и другие подобные материалы имеют сходную цену, поэтому предлагаем нетрадиционное решение.

Существует материал «Ice Guard», предназначенный для уплотнения крыш. Он похож на «Динамат» по толщине и плотности, самоклеющийся и должен работать хорошо. К несчастью, он продается только большими рулонами и обходится по $0.5 за метр, так что придется или объединяться в компанию для покупки общего рулона или искать обрезки.

Сколько устройств можно подключить к проводу управления автоматической антенной ?

Обычно в инструкциях указывается, что этот провод предназначен для управления автоматической антенной, но его можно использовать для автоматического включения и других устройств. Большинство аппаратов могут выдать по этому проводу не слишком большой ток (обычно не более 250-300 мА), что и накладывает ограничение на количество питаемых по этому проводу компонентов. Обычно удается без проблем подключить не более двух устройств. В случае большего потребляемого тока придется использовать реле.

Как подключить реле к системе?

Существует два типа 12-вольтовых автомобильных реле: с переключающим контактом (пятиштырьковые) и с замыкающим контактом (четырехштырьковые). В зависимости от задачи можно использовать оба типа. Убедитесь, что реле надежно срабатывает от напряжения 12 вольт.

Контакты 85 и 86 соединены с обмоткой реле. Контакты 30 и 87 нормально разомкнуты, контакты 30 и 87а нормально замкнуты. Отличие в том, что у реле с замыкающим контактом отсутствует контакт 87а.  Для дистанционного включения устройств соедините все следующим образом:  30 +12 вольт 87 вход питания усилителя 87а не используется 85 масса 86 выход управления антенной

Как самостоятельно сконструировать пассивные разделительные фильтры?

Высокочастотный фильтр первого порядка — это конденсатор, включаемый последовательно с динамиком. Низкочастотный фильтр первого порядка — это индуктивность, включенная последовательно с динамиком. При изменении включения они меняются ролями: конденсатор, включенный параллельно динамику — низкочастотный фильтр, индуктивность, включенная параллельно динамику — высокочастотный фильтр. Однако в фильтрах первого порядка такое включение не применяется, поскольку в таком случае произойдет короткое замыкание по переменному току на частотах выше или ниже частоты среза соответственно.

Комбинация из последовательной индуктивности и параллельного конденсатора образует низкочастотный фильтр второго порядка, соответственно, последовательная емкость и параллельная индуктивность — высокочастотный фильтр второго порядка.

Для вычисления номиналов конденсаторов и индуктивностей фильтра первого порядка необходимо знать номинальное полное электрическое сопротивление (импеданс) динамика (R, Ом) и частоту раздела (F, Гц). Необходимая емкость C=1/(2*PI*F*Z) (Ф), индуктивность L=Z/(2*PI*F) (Гн). Вычисленные значения округляются до ближайших стандартных номиналов. Например, для динамика сопротивлением 4 Ом и частоты раздела 200 Гц емкость равна 200 мкФ, индуктивность 3,2 мГн.

Для фильтра второго порядка необходимо прежде всего выбрать тип фильтра. Для фильтра Линквитца-Рили (Linkwitz-Riley) частоты раздела НЧ и ВЧ фильтров, на которых затухание составляет 3dB, совпадают и результирующая АЧХ сопряженных НЧ и ВЧ звеньев акустической системы будет гладкой. Для фильтров Баттерворта и Бесселя на частоте раздела имеется пик, несколько меньший в случае использования фильтра Бесселя. Для фильтра второго порядка емкости и индуктивности вычисляются по тем же формулам, что и для фильтра первого порядка и затем корректируются : для фильтра Линквитца-Рили C’=C/2, L’=L*2 ; для фильтра Баттерворта C’=C/sqr(2), L’=L*sqr(2); для фильтра Бесселя C’=C/sqr(3), L’=L*sqr(3) (sqr — квадратный корень).

Учтите, что вносимый фильтром фазовый сдвиг увеличивается на 90 градусов с каждым порядком. Фильтр второго порядка поворачивает фазу сигнала на 180 градусов и это можно учесть простой переменой полярности подключения динамика. Для фильтров других порядков необходимо поэкспериментировать с полярностью подключения динамиков для достижения наибольшей выразительности звучания.

Обратим внимание также на тот факт, что при проектировании пассивных разделительных фильтров в расчетах используется импеданс головок, величина которого не постоянна и зависит от частоты. Таким образом, работа фильтра будет отличаться от расчетной. Чтобы обойти эту проблему, используется стабилизирующая цепь, известная также как схема Цобеля (Zobel). Она представляет собой последовательную RC-цепочку, подключенную параллельно динамику. Номиналы элементов R1=Re*1.25 ; C1=Lces/Re^2.

Конечно, можно обойтись и без этой цепи, если знать импеданс динамика в зоне работы фильтра и соответствующим образом учесть его в расчетах. Но она совершенно необходима при использовании готовых кроссоверов.

Как самостоятельно изготовить пассивные разделительные фильтры?

Конденсаторы должны быть биполярными с рабочим напряжением не ниже, чем пиковое напряжение сигнала при максимальной выходной мощности. К примеру, пиковое напряжение усилителя мощностью 100 Вт на нагрузке 4 Ом составляет 20 В. Простоты ради можно использовать конденсаторы с рабочим напряжением 50 вольт. Биполярный конденсатор можно в крайнем случае заменить двумя полярными вдвое большей емкости, включенными встречно-последовательно (+ к +), однако такая замена может привести к ухудшению звучания.

Для уменьшения потерь катушки индуктивности должны иметь низкое активное сопротивление — не более 0,1-0,2 Ом. С той же целью их наматывают без магнитопровода на пластмассовых каркасах или применяют бескаркасную намотку. В этом случае витки катушки фиксируют клеем или компаундом.

Оптимальная конструкция получается, если внутренний диаметр обмотки вдвое больше высоты катушки, а наружный диаметр вдвое больше внутреннего.
При расчете задаемся индуктивностью катушки L(мкГн) и активным сопротивлением R (Ом).

высота катушки (мм) H= sqr(8,66*L/R)
число витков N=19,88*sqr(L/H)
диаметр провода без изоляции (мм) d=0,84*H/sqr(N)
длина провода (м) l=187,3*sqr(L*H)

где (sqr — квадратный корень).

Диаметр провода округляем до ближайшего стандартного. Окончательно индуктивность следует подогнать путем отматывания витков.

Можно ли разделить единственный выход источника на усилитель, чтобы подавать сигнал на 2 усилителя с помощью Y-образных кабелей ?

Безусловно. Когда две нагрузки подключены параллельно к одному источнику сигнала, напряжение на них будет одинаковым, но несколько меньше, чем при подключении одной нагрузки. Это происходит из-за падения напряжения на выходном сопротивлении источника (обычно порядка 600 Ом). Поскольку входное сопротивление нагрузки (усилителя) обычно не менее 10кОм, эти потери будут незначительными. Конкретные значения входных и выходных сопротивлений можно уточнить в документации на аппаратуру. Следует избегать подключения нагрузки с низким входным сопротивлением к источнику с высоким выходным сопротивлением.