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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ein einfacher Subwoofer in einem Autolautsprecher. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher Der Artikel beschreibt einen einfachen Aufbau eines leistungsstarken Niederfrequenzlautsprechers, der in Autolautsprechern verwendet werden kann. Eine Besonderheit dieser Konstruktion ist die Verwendung von zwei identischen Köpfen „paarweise“. Die Aufgabe, mit einem bescheidenen Budget einen hochwertigen Klang in einem Auto zu erzielen, gilt als schwierig zu bewältigen, aber Amateure unternehmen mit beneidenswerter Konsequenz Versuche, sie zu lösen. Der nächste Versuch scheint aus Sicht des Autors recht erfolgreich zu sein: Über die Arbeit dieses Redners liegen gute Kritiken vor. Ein wichtiger Faktor sollte die Leichtigkeit sein, das Design zu wiederholen. In den Artikeln [1,2] werden die Grundsätze der Ortung von Schallquellen im Fahrzeuginnenraum ausführlich formuliert und dargelegt sowie praktische Empfehlungen für deren Installation gegeben. Basierend auf diesen Empfehlungen präsentieren wir ein Diagramm unserer Tonwiedergabeinstallation. Dargestellt im Diagramm in Abb. 1 Verstärker A1 - eine Vierkanal-PA eines herkömmlichen Autoradios oder CD-Receivers, hergestellt in Brückenschaltung. Genau diese Verstärker machen den Großteil der derzeit produzierten Modelle aus. Die dynamischen Köpfe BA1, BA2 und BA7, BA8 sind Bestandteile weit verbreiteter Zweiwege-Autolautsprecher mit 10–12 cm Durchmesser und einer Nennimpedanz von 4 Ohm. Die Dynamikköpfe BA1, BA7 fungieren als Tief-Mitteltöner-Verbindung und werden in den Vordertüren, direkt in der Verkleidung oder auf Podesten montiert. Die davon getrennten Hochfrequenzköpfe BA2, BA8 werden an den Windschutzscheibensäulen oder am Panel montiert. Das Ritzen dieses Teils des Fahrzeuginnenraums ist in der Regel leicht zu bewerkstelligen.
Um ein möglichst vollständiges Klangbild zu erzeugen, hat sich die sogenannte „Heffler-Schaltung“ durchgesetzt, bei der der Differenzanteil aus einem Stereosignal abgetrennt und über separate hintere Lautsprecher wiedergegeben wird. Die Rolle des räumlichen „Subsounds“ im akustischen System übernehmen zwei 25GDN-1-4 (10GD-34) Köpfe. Viele Autoren empfehlen die Implementierung einer Rückkanalschaltung mit einem Tiefpassfilter, ich habe mich jedoch für die Verwendung nur eines Hochpassfilters entschieden, da die verwendeten Köpfe nicht in der Lage sind, Signale mit Frequenzen über 5 kHz wiederzugeben. Diese Köpfe können auf der Hutablage hinten oder in der Seitenverkleidung des Fahrzeuginnenraums angebracht werden. Auf diese Weise wird der Fahrzeuginnenraum im Frequenzbereich von ca. 100 bis 20000 Hz beschallt. Die Kondensatoren C1, C3, C4 sind unpolare Oxide. Kondensatoren C2, C5 – jede Folie oder jedes Metallpapier. Wenn kein unpolarer Kondensator mit einer Kapazität von 220 μF vorhanden ist, kann dieser beispielsweise aus zwei in Gegenreihe geschalteten polaren Kondensatoren mit einer Kapazität von 470 μF für eine Spannung von 16–25 V hergestellt werden. Zur Wiedergabe niederfrequenter Töne (unter 100 Hz) wird ein spezieller Lautsprecher verwendet – ein Subwoofer, in Abb. 1 - das sind Köpfe BA5, BA6. Da das Schallsignal bei Frequenzen unter 300 Hz nicht im Fahrzeuginnenraum lokalisiert ist, kann die Quelle des niederfrequenten Schalls im Kofferraum liegen. Wenn das Auto als alltägliches Transportmittel genutzt wird, sollte der Subwoofer natürlich klein sein, keine Berührungsängste mit der Ladung im Kofferraum haben und einen ausreichenden Schalldruck erzeugen. Es ist bekannt, dass das äquivalente Volumen der meisten im Haushalt weit verbreiteten Tieftonköpfe mit einer Eigenresonanzfrequenz unter 60 Hz im Bereich von 40 bis 80 Litern liegt. Offensichtlich viel für den Kofferraum. Es gibt eine Technik, mit der Sie die Lautstärke der Niederfrequenz-Linkbox halbieren können – indem Sie Köpfe in „Tandem“-Verbindung verwenden. Für dynamische Köpfe 35GDN-1-8 (25GD-26-8) beträgt das entsprechende Volumen also 40...45 Liter. Durch die Anordnung auf derselben Achse nebeneinander („Rücken an Rücken“ mit Diffusoren) können Sie einen Lautsprecher mit einem Volumen von 20...22 Litern bauen. Der Preis dafür ist eine leichte Verringerung der Empfindlichkeit der Lautsprecher – um etwa 3 dB. Um diesen Verlust auszugleichen, werden wir die Erfahrung ausländischer Subwoofer-Hersteller nutzen. Das bekannte Unternehmen Bose Corporation hat eine Art akustisches Design für den Niederfrequenzbereich patentiert, den sogenannten Bandpass. Es ist bekannt, dass Lautsprecher dieses Typs im Vergleich zu anderen Arten von Akustikdesigns eine hohe Effizienz aufweisen. Lassen Sie uns verschiedene akustische Designschemata für unseren Subwoofer schätzen. Mit dem JBL SpeakerShop-Programm geben wir die bekannten Thiel-Small-Parameter der dynamischen Treiber 35GDN-1-8 (25GDN-26-8) ein und testen verschiedene Lautsprechertypen. Die vom Programm generierten Diagramme (Abb. 2) zeigen die Formen des Frequenzgangs verschiedener Lautsprechertypen, wenn ein Sinussignal mit einer Spannung von 2,83 V an sie angelegt wird (zum Vergleich der charakteristischen Empfindlichkeit); Lassen Sie uns diese Diagramme analysieren. Der durch die rote Linie dargestellte Frequenzgang eines Lautsprechers mit Bassreflex ist durchaus zufriedenstellend, allerdings ist das vom Programm empfohlene Volumen von 39 Litern deutlich zu groß. Die blaue Linie entspricht dem Frequenzgang eines 20-Liter-Bassreflexes – auch nicht schlecht. Die blaue Linie zeigt den Frequenzgang eines Lautsprechers in Bandpassbauweise (sechste Ordnung). Sein Nachteil besteht darin, dass die untere Grenze des Wiedergabebereichs höher liegt als bei einem Bassreflex. Die violette Linie ist der Frequenzgang eines Lautsprechers, der als geschlossene Box mit einem Volumen von 20 Litern konzipiert ist. Seine charakteristische Empfindlichkeit im Betriebsfrequenzbereich ist deutlich gering, daher verwerfen wir diese Option.
Wir haben also zwei interessante Optionen – einen 20-Liter-Bassreflex oder einen Bandpass mit der gleichen Lautstärke. Ich möchte auch darauf hinweisen, dass der Innenraum des Fahrzeugs selbst wechselnde akustische Eigenschaften aufweist (offene oder geschlossene Fenster, Anzahl der Passagiere im Fahrgastraum, Vorhandensein von Gepäck usw.). All dies verändert die Übertragungsfunktion der Kabine, sodass der tatsächliche Frequenzgang des Tonwiedergabesystems etwas anders sein wird. Dies äußert sich in der Regel in einer Erhöhung des Frequenzgangs im Bereich von 40...130 Hz um 2...3 dB (für unterschiedliche Arten und Größen von Fahrzeuginnenräumen). Allerdings sind die meisten Hörer damit durchaus zufrieden. Was ist der Vorteil eines Bandpasslautsprechers gegenüber einem Bassreflexlautsprecher? Wie aus den Grafiken ersichtlich ist, erzeugt er im Frequenzbereich 50...100 Hz einen um 3 dB höheren Schalldruck als der Bassreflex. Tatsächlich fungiert es als schmalbandige Schallquelle mit effektiver Unterdrückung von außerbandigen Schallemissionen, auch ohne externen Filter. Ein solcher Lautsprecher enthält keine nach außen ragenden Teile dynamischer Köpfe oder anderer Strukturelemente. Seine Hauptnachteile sind unwichtige Phaseneigenschaften und eine große Gruppenverzögerung. Da sich die meisten namhaften Lautsprecherhersteller dies aber gefallen lassen, entscheiden wir uns auch für diese Option. Um einen solchen Subwoofer herzustellen, müssen folgende Teile und Materialien vorbereitet werden: dynamische Köpfe 35GDN-1-8, Sperrholz 15...20 mm dick, Sanitärrohr aus Polyethylen mit einem Innendurchmesser von 44 mm, selbstschneidende Schrauben 03,5x35 mm , Fensterkitt oder Silikondichtstoff , Watte Wir schneiden das Subwoofer-Gehäuse aus Sperrholz aus und montieren es, wobei wir zur Befestigung selbstschneidende Schrauben verwenden. In den Skizzen von Abb. In 3 sind der Übersichtlichkeit halber die Vorderwände nicht dargestellt, und im zusammengebauten Zustand ist der Subwoofer ein massives Sperrholzgehäuse mit zwei Löchern, in die die Bassreflexrohre eingepresst sind. Die Schrauben sollten von den Enden her in einem Abstand von ca. 5 cm zueinander in die Paneele eingeschraubt werden. Vergessen Sie vor der Befestigung der letzten Wand nicht, die Fugen und Risse gründlich mit Spachtelmasse zu bestreichen, die Köpfe zu verlöten, die Drähte aus der Box zu entfernen und die Kammern mit flauschiger Watte zu füllen. Denken Sie auch daran, wenn Sie vergessen haben, ein Loch in die Mittelwand zwischen den Köpfen zu bohren (Abb. 3). Die Watte sollte so positioniert werden, dass sie die Bassreflexöffnungen nicht blockiert und die Kopfdiffusoren nicht berührt. Dazu können Sie Drahtrahmen und Gaze verwenden.
Die äußere Veredelung des zusammengebauten Lautsprechers erfolgt nach Ihrem Geschmack und Ihren Möglichkeiten. Hier gibt es viele Möglichkeiten: von der Bemalung mit Ölfarbe bis hin zum Bezug mit echtem Leder mit Einsätzen aus Edelholz und Elfenbein. Ein solcher Lautsprecher lässt sich leicht im Kofferraum unterbringen. Bei der Montage in einer Limousinen-Karosserie („klassischer“ VAZ) kann das Subwoofer-Gehäuse von der Innenseite des Kofferraums mit den Rohren nach oben an der hinteren Ablage befestigt werden, wobei nicht zu vergessen ist, Löcher in die Ablage zu bohren, damit die Bassreflexe entstehen kann frei in die Kabine „atmen“. Bei Kombi- oder Fließheck-Karosserien reicht es, den Lautsprecher einfach in den Kofferraum zu legen – die dünne Kofferraumablage leistet keinen spürbaren Widerstand gegen das Eindringen von Schall in den Innenraum. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Subwoofer bei einer Eingangsleistung von bis zu 120 W einen Schalldruck von bis zu 125...250 dB erzeugen kann, sodass eine nachträgliche Leistungssteigerung des Verstärkers möglich ist. Literatur
Autor: D. Gorbunov, Ufa
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Kommentare zum Artikel: Rav Der Durchmesser des Lochs für die Lautsprecher in der Zeichnung ist 160, das ist nicht für 12 cm Köpfe geeignet, nicht für 20 cm Köpfe, der Sub ist gut und klingt nicht schlecht, aber ich habe ihn mit einem Loch für 120 mm Köpfe zusammengebaut, ich Kann immer noch nicht verstehen, warum es 160 mm auf der Zeichnung sind?
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