DIY Mini subwoofer
Le caisson est logé dans un coffret étanche de 10,5 l de tôles fortes MFD. Le caisson de basse utilise le petit amplificateur 25 pour l'alimenter, et un petit égaliseur électronique qui prolonge la sortie à 32 Hz.
Ceci est la cause pas un « THX ultra » subwoofer nominale et il ne sera pas ébranler les fondements, mais il est bien adapté à de nombreuses fins de toute façon, et n'est pas plus petit que certains types disponibles dans le commerce, utilisés pour les petits systèmes satellites.
Les circuits et les principes présentés ici peuvent facilement être utilisés pour la construction d'un sous-woofer plus grand qui peut fournir la base de la basse de vos rêves!
le woofer
CSC Série Peerless 176 WR 33 850116 90 SD 8 ohms
Les égaliseurs Basse
Égaliseur # 1
Théoriquement, la fréquence globale de résonance du système à l'aide d'une enceinte étanche et l'égaliseur électronique peut être trouvé par:
Vous pouvez bien sûr trouver des conférenciers qui sont mieux adaptés à ce genre de système, mais ce système ne prétend pas être un sous pour le système THX principal et un fc de 44,5 Hz est en fait pas mal du tout.
Il n'y a pas de magie ici les lois physiques existent toujours, et le haut-parleur ont encore à se déplacer beaucoup d'air pour donner un rendement élevé à des fréquences basses. Ce que nous obtenons est la possibilité d'utiliser une plus petite enceinte sur la charge d'avoir à utiliser un amplificateur plus grand! Aujourd'hui, ce qui est vraiment pas un problème, et vous verrez de plus en plus le système commercial comme le Sunfire vrai Sub et les systèmes de Velodyne à l'aide d'un haut-parleur faible par rapport à la capacité de course extrême dans des enceintes très petites, alimenté par un amplificateur de classe D de plus de 1000 Watt.
Retour à notre système ici, nous pouvons voir que nous obtenons un gain supplémentaire à 45 Hz d'environ 3 dB, ce qui est vraiment pas beaucoup et ne nécessitera pas un amplificateur colossal, donc nous pouvons encore aller pour l'utilisation du petit amplificateur 25 W posté sur ces pages.
Le circuit est basé sur trois amplificateurs opérationnels configurés comme deux 2. ordre des filtres passe-haut et un amplificateur différentiel modifié.
Les composants sont simples à trouver en utilisant les équations ci-dessous:
Les composants peuvent être calculés à l'aide de ce fichier Excel téléchargement.
La simulation Spice du haut-parleur dans la boîte scellée semble tout à fait la même que celle trouvée par l'outil de simulation PCLoud:
-3 db est à 55,8 Hz exactement comme prédit par PCLoud.
La simulation du système entier peut être vu à la figure ci-dessous:
La ligne rouge représente la réponse en fréquence de l'égaliseur et la ligne verte est le résultat de l'ensemble du système (haut-parleur dans la case + égaliseur). -3 db est à 45 Hz comme prévu.
Le fichier PSpice pour simuler l'égaliseur # 1 peut être téléchargé ici.
Égaliseur # 2
Le circuit comporte deux fréquences de coupure Fc à un et l'autre à Fe. Le circuit peut compenser avec succès pour le pic à Fc provoquée par une forte QTc. Le rouleau de sous Fe est seulement de second ordre qui est le cas pour la boîte scellée seul. Pour égaliseur # 1 le rouleau est hors de quatrième ordre, la même que pour une boîte bass-reflex (évent). Lorsque le rouleau est éteint seulement du second ordre la sortie sera toujours raisonnable à des fréquences assez basses. Ne pas choisir la fréquence de coupure Fe trop faible, rappelez-vous que les lois physiques fonctionne toujours, et un haut-parleur 6,5" normal n'est pas capable de jouer 20 tons Hz à des niveaux de crescendo. Si vous choisissez une fréquence très faible coupure vous ne serez pas en mesure de jouer quoi que ce soit à un niveau raisonnable, comme le haut-parleur commencer à frapper la plaque arrière avec risque d'endommager le haut-parleur et votre humeur (ce qui ne semble pas bon). en règle générale ne choisissez pas la fréquence de coupure inférieure à celle indiquée dans le tableau ci-dessous. de la cause il y a des haut-parleurs qui sont des types qui sont capables de mouvements de la membrane assez long « long jet » (souvent désigné comme Xmax). Pour ces haut-parleurs, vous pouvez choisir de coupure inférieure fréquence. peu importe, vous pouvez toujours essayer tout cela, de changer la fréquence de coupure, est juste une question de changement de 9 composants passifs. il la cause dépend aussi du nombre de haut-parleurs et le but. pour THX système que vous voulez vraiment la possibilité d'un rendement élevé, mais comme un petit sous pour votre ordinateur, vous ne pas besoin de beaucoup de sortie du tout.
Minimum recommandé fréquence de coupure
Minimum recommandé fréquence de coupure
Pour se rapprocher de la nécessaire 62 nF pour CB Je l'ai utilisé deux condensateurs standards en parallèle.
Les composants peuvent être calculés à l'aide de ce fichier Excel téléchargement.
Le choix de l'égaliseur
En voyant ces résultats et en regardant la polyvalence de ce circuit, je trouve difficile de ne pas choisir second égaliseur sur le premier égaliseur présenté!
Dans certains cas, je choisirais le premier égaliseur. À titre d'exemple prendre la nouvelle Peerless 10" haut-parleur XLS. Un haut-parleur spécialement conçu pour une utilisation du caisson de basses actif dans les grands systèmes (en construction un peu similaire aux haut-parleurs utilisés par Sunfire vrai Sub et Velodyne). Le haut-parleur a une capacité étendue de mouvement de la membrane ( Xmax lin = 2,5 cm
Soit dit en passant cette enceinte est plus que intéressant, et je vais l'essayer comme mon prochain projet de caisson de basses. Mais comme il a besoin d'un gain de 28 dB à 20 Hz, il faudra pas moins de 6300 W pour obtenir une sortie de 100 dB à 20 Hz (sans compter l'effet de la pièce). Ainsi, un haut-parleur comme celui-ci aura besoin d'un peu plus que mon 25 W mini-ampli!
Le circuit utilisé pour le mini sous
Le circuit d'entrée
Le circuit d'entrée sont constitués par un amplificateur de sommation pour permettre une entrée stéréo à la sous. Le signal d'entrée peut être fourni à la fois par un niveau de ligne à partir d'une sortie subwoofer dédiée sur le préamplificateur ou un signal de sortie du préamplificateur supplémentaire, ou par le niveau du haut-parleur pris à partir des bornes du haut-parleur de l'amplificateur.
Le signal passe à un premier ordre filtre passe-haut C1, C2, P1 qui coupe à une distance des niveaux indésirables à courant continu sur l'entrée. Un filtre passe-bas formé par R3, R4, C3 fréquences coupe au-dessus de 10 kHz, ce qui est inutile dans cette construction et n'apporterait l'instabilité et le bruit. L'ampli sommation inverse le signal.
La fréquence de coupure inférieure peut être calculée par:
Avec les composants donnés cela donne une fn = Hz 22,7. Ceci est ok pour ce petit haut-parleur, mais pour une plus grande sous vous aurez besoin d'obtenir une plus faible fn en utilisant plus C1 et C2 (2,2uF donne fn = 10,3 Hz).
Le filtre passe-bas
De la sommation des signaux ampli passe dans un second ordre filtre passe-bas, qui coupe les fréquences qui sont manipulés par les haut-parleurs principaux.
J'ai choisi un filtre du deuxième ordre, comme cela va correspondre à une boîte scellée roll off caractéristique. Si vous utilisez le circuit avec un système d'évacuation puis juste fermer l'évent (rouler quelques chaussettes et les plumer dans le port / vent), cela vous donnera une boîte scellée à la place.
Le filtre est le filtre Sallen bien connu clé, pour lesquels les composants peuvent être liés par:
Où R1 = R2 = R.
Pour obtenir une réponse de Butterworth Q = 0707
Nous aimerions pouvoir passer fc de permet de dire 30-160 Hz avec 80 Hz comme la fréquence centrale.
Avec fc = 80 et R1 = R2 = 10k nous obtenons C1 = 282,5 nF et C2 = 140,1 nF.
Ce ne sont pas standard, mais peuvent être obtenus en utilisant des condensateurs en parallèle:
C1 = 100 nF // 150 // nF 33 nF = 282 nF
C2 = 68 nF // 68 // nF 4,7 nF = 140,7 nF
Maintenant, en faisant variable R on peut déplacer Fc. Nous allons utiliser une résistance 5 k en série avec un 22 k potentiomètre lin R
P2 est utilisé pour ajuster la fréquence de coupure. En utilisant une résistance de 5 kohm en série avec le potentiomètre linéaire 22 kohm la fréquence de coupure peut être réglée entre 30 et 160 Hz. En utilisant un potentiomètre linéaire l'échelle de coupure est presque logarithmique. Sur la figure ci-dessous de la fréquence de coupure a été calculée en fonction de la position du potentiomètre (courbe bleue). La ligne violette égal au logarithme de la fréquence de coupure, pour l'échelle logarithmique pour être la ligne doit être linéaire (droite). Comme on le voit ce n'est pas loin d'être vrai.
Si vous utilisez d'autres composants que vous pouvez utiliser la feuille Excel pour le calcul, il suffit d'appuyer ici pour l'obtenir.
Inverseur de phase
Le circuit comprend un inverseur de phase, afin de faire une meilleure concordance avec les enceintes principales qui seront placés à une distance de la sous introduisant donc un décalage de retard ou de phase. Le match de phase est particulièrement importante dans la croix sur la région pour obtenir une réponse en fréquence plate. L'inverseur de phase est la cause d'un peu brut dans le sens que seuls deux paramètres sont possibles, un réglage filtre passe serait beaucoup mieux, mais moins simple et doit donc attendre une autre fois! Vous pouvez faire beaucoup dans le sens de la correspondance en plaçant physiquement sous la manière la plus optimale.
Un ajustement doit être prévu!
Le circuit de l'onduleur est simple.
Source de courant
Le circuit d'égalisation est normalement construit en même temps que l'amplificateur de puissance dans la sous elle-même, et la meilleure façon pour alimenter le circuit est de la cause pour le connecter à la puissance d'alimentation des amplificateurs. Op-ampères poignées seulement jusqu'à 15-18 VDC et un régulateur est donc nécessaire, ce sera aussi réduire le bruit un peu. Le régulateur est construit autour de deux transistors et des composants passifs. Il est tout à fait fondamental, ce qui réduit le nombre de composants, et ne pas utiliser l'alimentation en arrière. Nous aurions pu utiliser un circuit intégré tel que la série LM78xx / LM79xx mais le circuit présenté est moins cher et tout aussi bien à cet effet.
R12 et R13 doivent être calculés pour correspondre à la tension d'entrée de l'amplificateur de puissance:
Pour obtenir une tension stable sur la diode Zenner nous avons besoin quelque chose comme 2 mA qui le traverse alors R12 = R13 = (Vin - 10V) / 2 mA
Lorsque vous utilisez le W 25 ampères Vin est V et 25,5 R12 et R13 est donc 7,75 k ohm (
Une simulation de l'alimentation électrique a été effectuée, en utilisant + -25,5 VDC en entrée, mais avec un signal 2 V AC superpose. La charge a été mise à 500 ohm entre Vcc / Vss et Gnd (qui ressemble à une sortie de n + -20mA). Comme on peut le voir ci-après le signal a été réduite de 62,5 dB au-dessus de 30 Hz pour le côté négatif et de 75,5 dB pour le côté positif. Ce n'est pas le meilleur résultat possible, mais il est tout à fait respectable et assez bon pour cette application. Rappelez-vous que les op-ampères sont tout à fait insensible aux PSU a imposé le bruit et le gain faible par rapport du circuit ainsi que les signaux d'entrée élevés par rapport (niveau de ligne) ne HUM être détectable en raison du bloc d'alimentation. De meilleurs résultats peuvent être obtenus en utilisant des transistors avec Hfe supérieur.
La liste des circuits et une partie
Voici une simulation de l'ensemble du circuit + la simulation du caisson de grave. Le système résultant est la ligne orange V (23). Les points -3 db pond à environ 33 et 85 Hz, assez proche de prédite.
On voit que le rouleau à basse fréquence de coupure est de 3 ordre. En effet, l'égalisation globale donne un ordre 2. roll off, mais la capacité d'entrée C1 / C2 donne un ordre supplémentaire 1. rouler hors tension.
* R1 et R2 peuvent être calculées lorsque la puissance de sortie de l'amplificateur de puissance connecté est connu l'utilisation de la feuille Excel (mélangeur d'entrée) pour trouver la valeur nécessaire. Dans le cas de la 25 W Ampères R1 = R2 = 133k.
** C10 et C11 doivent être choisis pour résister à la tension d'entrée. Avec 25 W ampli choisi 35V.
*** Un double ampli-op a été choisi parce qu'il ya beaucoup de types à choisir (par rapport à quatre ou simple), si vous voulez expérimenter. TL072 est pas le meilleur ampli-op, mais pour cette utilisation, il est un bon choix.
Pour obtenir le fichier de simulation Spice cliquez ici.
Image du pcb avec des composants.
La mise en page de PCB est disponible dans le fichier de l'imprimante post-scriptum et HP Laser Jet compatible (peuvent également être imprimées sur les imprimantes HP Deskjet).
Composant de montage plan
Disposition PCB et des composants plan de montage ensemble
Lors de l'impression des fichiers PRN, il suffit d'écrire:
copie « nom de fichier » .prn lpt1
dans une fenêtre de commande DOS. Cela va copier le fichier sur votre imprimante (si elle est connectée à LPT1. Le plus probable).
le boîtier
Le boîtier est construit avec des dimensions comme un cube. Le woofer tire vers le bas, face à une plaque de fond à la place du sol lui-même. La plaque de fond assure une protection au haut-parleur sous transport. Le boîtier est en MDF que je pense est à la fois facile à travailler (vous pouvez l'avoir coupé pour vous au magasin de matériel) et comme il est assez lourd, il semble aussi très bon.
La boîte est collée ensemble, seule la plaque de fond est fixée avec des vis, pour permettre le retrait. Assurez-vous que la boîte est complètement étanche à l'air, car cela est primordial pour le faire fonctionner comme prévu.
Liste partie du Cabinet
Les premiers tests
Le mini-sub a été testé, et il est devenu clair que le petit 6,5" woofer a besoin de plus de 25 watts pour fonctionner correctement. Le petit ampli est tout simplement pas capable de délivrer la tension nécessaire pour conduire le digraphe aux limites. Un doivent aussi se rappeler que nous avons augmenté les fréquences les plus basses de quelques 12 db de. le circuit de caisson de basses et l'égalisation a été testé avec un amplificateur de puissance de 150 W et maintenant le petit caisson de grave était en fait capable de beaucoup de basses. un seul woofer de 6,5" ne sera jamais être en mesure de soutenir un système THX, mais avec un peu plus de puissance que le 25 W ampères il est capable de supporter un petit ensemble de haut-parleurs satellites.
Cela me laisse la question d'obtenir plus de puissance de la conception mini-ampli! Je vais travailler là-dessus. Je pense qu'il pourrait être modifié facilement pour donner quelque chose comme 75 W -100 assez facilement, mais ce serait la cause d'augmenter le coût aussi bien, notamment pour l'alimentation. rester posté!
Les références
J.E Benson: Synthèse du haut-parleur Systèmes filtrage passe, partie 1. JEAS 1979, Volume 27, Numéro 7/8.