DIY Mini Subwoofer
Der Subwoofer ist in einem 10,5 l abgedichteten Gehäuse MFD von schweren Platten untergebracht. Der Subwoofer verwendet den kleinen Verstärker 25 es anzutreiben, und einen kleinen elektronischen Entzerrer, der den Ausgang auf 32 Hz nach unten erstreckt.
Dies ist der Grund kein „THX Ultra“ bewertet Subwoofer und es wird die Grundlage nicht schütteln, aber es ist jedoch geeignet für viele Zwecke wie auch immer, und nicht kleiner als einige im Handel erhältlichen Typen, für kleinere Satellitensysteme eingesetzt.
Die Schaltungen und Prinzipien, die hier gezeigt ist, können leicht für den Aufbau einen größeren Subwoofer verwendet werden, die das Bassfundament Ihrer Träume liefern können!
der Woofer
Peerless CSC Series 850116 176 WR 33 90 SD 8 Ohm
Der Bass-Equalizer
Equalizer # 1
Theoretisch gefunden werden kann, die Gesamtresonanzfrequenz des Systems ein abgedichtetes Gehäuse und der elektronischen Entzerrers unter Verwendung:
Sie können sicher Lautsprecher zu finden, die für diese Art von System besser geeignet sind, aber dieses System ist nicht als Haupt-Unter für THX-System und ein fc von 44,5 Hz vorgesehen ist überhaupt eigentlich nicht schlecht.
Es gibt hier keine Magie die physikalischen Gesetze immer noch vorhanden ist, und der Sprecher noch viel Luft bewegen müssen, um eine hohe Leistung bei niedrigen Frequenzen zu geben. Was wir bekommen, ist die Möglichkeit, eine kleinere Gehäuse auf Kosten der mit zu verwenden, um einen größeren Verstärker verwenden! Heute ist dies nicht wirklich ein Problem, und Sie werden mehr und mehr kommerziell System wie das Sunfire Wahren Sub und Systeme von Velodyne sehen einen relativ kleine Lautsprecher mit extremer Hub-Fähigkeit in sehr kleinen Gehäusen verwendet wird, angetrieben von einem Klasse-D-Verstärker von mehr als 1000 Watt.
zurück zu unserem System können wir hier, dass sie eine zusätzliche Verstärkung bei 45 Hz um 3 db erhalten, die wirklich nicht so viel und nicht einen riesigen Verstärker benötigen, so können wir noch gehen für die Verwendung des kleinen 25-Watt-Verstärker geschrieben auf diesen Seiten.
Die Schaltung basiert auf drei opamps konfiguriert als zwei 2. Ordnung Hochpassfilter und einem modifizierten Differenzverstärker.
Die Komponenten sind gerade nach vorn unter Verwendung der Gleichungen zu finden:
Die Komponenten können mit dieser Excel-Datei herunterladen berechnet werden.
Die SPICE-Simulation des Lautsprechers in der geschlossenen Box sieht ganz gleich wie das PCLoud Simulationswerkzeug gefunden wurde:
-3 db bei 55,8 Hz liegt, wie es von PCLoud vorhergesagt.
Die Simulation des gesamten Systems kann unten in der Figur zu sehen ist:
Die rote Linie ist der Frequenzgang des Entzerrers und die grüne Linie ist das Ergebnis des gesamten Systems (Lautsprecher im Kasten + Equalizer). -3 dB bei 45 Hz, wie vorhergesagt.
Die PSpice Datei zur Simulation Equalizer # 1 kann hier heruntergeladen werden.
Equalizer # 2
Die Schaltung weist zwei Bruchfrequenzen eines an Fc und einen an Fe. Die Schaltung kann für den Peak bei Fc verursacht durch eine hohe Qtc erfolgreich kompensieren. Die Roll off unter Fe ist nur zweiter Ordnung wie es der Fall für die verschlossene Schachtel allein. Für equalizer # 1 die abperlen vierter Ordnung ist, die gleiche wie für eine Bassreflex (belüftet) Kasten. Da die abperlen nur zweiter Ordnung ist, wird noch der Ausgang bei sehr niedrigen Frequenzen angemessen sein. Wählen Sie nicht die Abschneidefrequenz Fe zu niedrig, erinnern, dass die physikalischen Gesetze immer noch funktionieren, und ein normalen 6,5" Lautsprecher sind nicht in der Lage zu spielen 20 Hz Töne bei Crescendo Ebenen. Wenn Sie eine sehr niedrige Grenzfrequenz wählen Sie werden nicht in der Lage etwas zu einem vernünftigen Niveau zu spielen, wie der Sprecher beginnt die Rückplatte mit der Gefahr einer Beschädigung der Lautsprecher und die Stimmung (das klingt nicht gut). als Faustregel trifft nicht wählen die Grenzfrequenz niedriger ist als in der Tabelle unten angegeben. von der Ursache gibt es Lautsprecher, die die „Langhub“ Typen sind, das von ziemlich langen Membranbewegungen fähig sind (oft als Xmax bezeichnet). Für solche Lautsprecher können Sie untere Cut-off wählen Frequenz. Egal was passiert, können Sie immer versuchen es alle aus, die Grenzfrequenz zu ändern, ist nur eine Frage 9 passive Komponenten zu verändern. es ist von Grund hängt auch sowohl von der Anzahl der verwendeten Lautsprecher und der Zweck. Für eine THX System Sie wirklich wollen, die Möglichkeit einer hohen Leistung, sondern als kleine Unter für Ihre Computer, den Sie brauchen gar nicht viel ausgegeben.
Der niedrigste empfohlene Grenzfrequenz
Der niedrigste empfohlene Grenzfrequenz
Um mich nahe die erforderlichen 62 nF für CB I zwei Standard-Kondensatoren parallel verwendet habe.
Die Komponenten können mit dieser Excel-Datei herunterladen berechnet werden.
Die Wahl des Equalizers
Sehen Sie diese Ergebnisse und Blick auf die Vielseitigkeit dieser Schaltung, finde ich es schwer, nicht zweiten Equalizer gegenüber dem ersten Equalizer wählen präsentiert!
In einigen Fällen würde ich den ersten Equalizer wählen. Als Beispiel nehmen Sie die neuen XLS Lautsprecher Peerless 10" . Ein Lautsprecher speziell für aktiven Subwoofer-Einsatz in größeren Systemen (in Build ein bisschen ähnlich wie die Lautsprechern von Sunfire Wahrer Sub und Velodyne verwendet). Der Lautsprecher eine umfangreiche Membranbewegungsfähigkeit hat ( Xmax lin = 2,5 cm
Durch die Art und Weise ist dieser Lautsprecher mehr als nur interessant, und ich werde es ausprobieren, wie mein nächstes Projekt Subwoofer. Aber da es eine 28 db Verstärkung bei 20 Hz erfordert, wird es erfordert nicht weniger als 6300 W 100 db Ausgang bei 20 Hz zu erhalten (nicht im Raum Effekt zu zählen). So ein Lautsprecher wie dies wird etwas mehr als meine 25 W Mini-Amp brauchen!
Die Schaltung für die Miniabo verwendet
Die Eingangsschaltung
Der Eingangskreis besteht aus einem Summationsverstärker einem Stereoeingang zu dem Unter zu ermöglichen. Das Eingangssignal kann sowohl von einer dedizierten Subwoofer-Ausgang des Vorverstärkers durch einen Leitungspegel zur Verfügung gestellt werden oder eine zusätzliche Vorverstärkerausgang, oder durch Lautsprecherpegel von den Lautsprecheranschlüssen des Verstärkers genommen.
Das Signal durchläuft eine erste Ordnung Hochpaßfilters C1, C2, P1, die auf dem Eingang unerwünschte Gleichstrompegel wegschneidet. Ein Tiefpassfilter, bestehend aus R3, R4, C3 schneidet Frequenzen oberhalb von 10 kHz ab, welche bei dieser Konstruktion nicht von Nutzen ist, und würde nur Instabilitäten und Rauschen bringen. Der Summierverstärker invertiert das Signal.
Die untere Grenzfrequenz kann berechnet werden durch:
Mit den gegebenen Komponenten ergibt dies eine fn = 22,7 Hz. Das ist ok für diesen kleinen Lautsprecher aber für eine größere Unter finden Sie eine niedrigere fn mit größeren C1 und C2 erhalten müssen (2,2uF gibt fn = 10,3 Hz).
Das Tiefpassfilter
Aus der Addition der Signale amp geht in zweiter Ordnung Tiefpassfilter, das Frequenzen abschneidet, die von den Hauptlautsprechern behandelt werden.
Ich habe ein Filter zweiter Ordnung gewählt, da dies eine abgedichtete Box abrollen Charakteristik übereinstimmt. Wenn Sie die Schaltung zusammen mit einem belüfteten System verwenden, dann nur die Entlüftung schließen (rollt ein paar Socken und zupfen sie im Hafen / Entlüftung), wird diese Sie eine Stelle verschlossene Box.
Der Filter ist der bekannte Sallen Key-Filter, für die die Komponenten können durch gebunden werden:
Wo R1 = R2 = R.
Für eine Butter Antwort Q = 0707
Wir möchten in der Lage sein, fc verschieben von 30 kann sagen, bis 160 Hz mit 80 Hz als Mittenfrequenz.
Mit fc = 80 und R1 = R2 = 10k erhalten wir C1 = 282,5 nF und C2 = 140,1 nF.
Diese sind nicht Standard, sondern kann durch die Verwendung Kondensatoren parallel erhalten werden:
C1 = 100 nF // 150 // 33 nF nF = 282 nF
C2 = 68 nF // 68 // nF 4,7 nF = 140,7 nF
Jetzt durch R Variable machen können wir Fc verschieben. Wir werden einen 5 k Widerstand in Serie mit einem 22 k lin Potentiometern für R verwenden
P2 wird zur Einstellung der Grenzfrequenz verwendet. Durch die Verwendung eines 5 kOhm-Widerstand in Serie mit der 22 kOhm Linearpotentiometer die Grenzfrequenz zwischen 30 und 160 Hz eingestellt werden. Durch die Verwendung eines linearen Potentiometer der Cut-off-Skala fast logarithmisch. Auf der Abbildung unten die Eckfrequenz wurde als eine Funktion der Stellung des Potentiometers (blaue Kurve) berechnet. Die purpurfarbene Linie gleich dem Logarithmus der Abschneidefrequenz für die Skala logarithmisch die Linie als linear sein muss (gerade). Wie bis hierher zu sehen ist nicht wahr sein.
Wenn Sie andere Komponenten verwenden, können Sie die Excel-Tabelle für Berechnungen verwenden, nur hier drücken um es zu bekommen.
Phasenwender
Die Schaltung enthält einen Phasenumkehrer, um eine bessere Übereinstimmung mit den Hauptlautsprechern zu machen, die sie aus dem Unter einer Verzögerung oder Phasenverschiebung, also die Einführung an einem entfernten gestellt werden. Die Phasenanpassung ist besonders wichtig in dem Kreuz über den Bereich einen flachen Frequenzgang zu erhalten. Der Phasenumkehrer ist der Grund ein wenig roh in dem Sinne, dass nur zwei Einstellungen möglich sind, eine einstellbare Allpassfilter wäre viel besser sein, aber weniger einfach und daher bis eine andere Zeit warten müssen! Sie können durch physikalisches Anordnen der Unter in optimaler Art und Weise eine Menge in Richtung der Anpassungs tun.
Einige Einstellung muss vorgesehen werden!
Die Schaltung für den Inverter ist geradlinig.
Energieversorgung
Die Entzerrerschaltung wird normalerweise in bauen zusammen mit dem Leistungsverstärker in dem Unter es sich von selbst, und der einfachste Weg, um die Schaltung Macht der Ursache ist es an die Leistungsverstärker Stromversorgung zu verbinden. Op-Amps Griffe nur bis zu 15-18 VDC und ein Regler ist daher notwendig, wird dies auch das Geräusch etwas verringern. Der Regler ist bauen um zwei Transistoren und einige passive Komponenten. Es ist recht einfach, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren und Futter nicht wieder verwendet werden. Wir könnten eine integrierte Schaltung wie die LM78xx / LM79xx Serie, aber die dargestellte Schaltung ist billiger und genauso gut für diesen Zweck verwendet.
R12 und R13 müssen von der Endstufe werden berechnet, um die Eingangsspannung entsprechen:
Um wir einige etwas wie 2 mA läuft durch es so R12 = R13 = eine stabile Spannung über die Zenner-Diode benötigen (Vin - 10V) / 2 mA
Bei der 25 W-Verstärker verwendet, ist Vin 25,5 V und R12 und R13 ist daher 7,75 k Ohm (
Eine Simulation der Stromversorgung durchgeführt wurde, unter Verwendung von -25,5 + VDC als Eingabe, aber mit einem 2 V-Wechselstromsignal überlagert. Die Last wurde auf 500 Ohm gesetzt zwischen Vcc / Vss und Gnd (die eine Ausgabe von n + -20mA ähnelt). Wie unter dem Signal zu sehen war oberhalb von 30 Hz für die negative Seite von 62,5 dB reduziert und von 75,5 dB für die positive Seite. Dies ist nicht ein bestmögliches Ergebnis, aber es ist durchaus respektabel und gut genug für diese Anwendung. Denken Sie daran, dass die Operationsverstärker ziemlich unempfindlich sind PSU Rauschen auferlegt, und die relative geringe Verstärkung des Schaltkreises zusammen mit den relativ hohen Eingangssignalen (Leitungspegel) kein Brummen sollte aufgrund der PSU nachweisbar sein. Bessere Ergebnisse können durch Verwendung von Transistoren mit höherer Hfe erhalten werden.
Die Schaltung und das Teilliste
Hier ist eine Simulation der gesamten Schaltung + Simulation des Woofer. Das resultierende System ist die orangefarbene Linie V (23). Die -3dB-Punkte legen bei etwa 33 und 85 Hz, ganz in der Nähe vorhergesagt.
Es ist ersichtlich, dass die niedrige Frequenz 3. Ordnung abrollen. Dies liegt daran, dass die Gesamt equalizer A 2.e Ordnung abrollen gibt aber den Eingangskondensator C1 / C2 gibt einen zusätzlichen 1.Order abrollen.
* R1 und R2 können berechnet werden, wenn die Ausgangsleistung des geschalteten Leistungsverstärkers die Verwendung Excel-Blatt (Input-Mischer) bekannt ist, den benötigten Wert zu finden. In dem Fall des 25 W amp R1 = R2 = 133K.
** C10 und C11 muss gewählt werden, um die Eingangsspannung zu widerstehen. Mit dem 25 W-Verstärker gewählt 35V.
*** Ein Doppeloperationsverstärker wird gewählt, weil es eine Menge Typen zur Auswahl (im Vergleich zu Quad oder einzeln), wenn Sie wollen experimentieren. TL072 ist nicht der beste Operationsverstärker, aber für diese Anwendung ist es eine gute Wahl.
Um die Spice Simulation Datei erhalten Sie hier.
Bild der Leiterplatte mit Komponenten.
Das PCB-Layout ist in der Postskript und HP Laser Jet-kompatibele Drucker-Datei (kann auch auf HP Deskjet-Drucker gedruckt werden) zur Verfügung.
Bestückungsplan
Leiterplatten-Layout und Bestückungsplan zusammen
Wenn die Dateien PRN drucken, schreiben Sie einfach:
Kopie „Dateiname“ PRN lpt1
in einem DOS-Eingabefenster. Dadurch wird die Datei an den Drucker kopieren (wenn es an LPT1 angeschlossen ist. Höchstwahrscheinlich).
das Gehäuse
Das Gehäuse ist mit Abmessungen als Würfel bauen. Der Tieftöner feuert nach unten, eine Bodenplatte anstelle der Boden selbst zugewandt ist. Die Bodenplatte schützt den Lautsprecher unter Transport. Das Gehäuse ist aus MDF, die ich denke, ist sowohl einfach zu handhaben (können Sie es für Sie im Baumarkt geschnitten) und da es ziemlich schwer ist, es klingt auch recht gut.
Die Box wird miteinander verklebt, werden nur die Bodenplatte mit Schrauben befestigt ist, die Entfernung zu ermöglichen. Achten Sie darauf, die Box ist vollständig luftdicht, da dies, um von größter Bedeutung ist, es zu machen, wie vorhergesagt zu arbeiten.
Cabinet Stückliste
Erste Tests
Die Mini-Sub wurde nun getestet worden, und es ist deutlich geworden, dass die kleine 6,5" Woofer richtig mehr als 25 Watt ausführen muss. Der kleine Verstärker ist einfach nicht in der Lage, die Spannung zu liefern benötigt, um die digraph an die Grenzen zu treiben. Ein erinnern sollte auch, dass wir die niedrigsten Frequenzen von etwa 12 db des vorangebracht haben. der Tieftöner und Entzerrungsschaltung mit einer Leistung von 150 Watt Verstärker getestet wurde und nun der kleine Tieftöner war tatsächlich in der Lage ziemlich viel Bass. ein einzelner 6.5" Woofer wird nie Lage sein, ein THX-System, aber mit etwas mehr Leistung als die 25 W Verstärker unterstützen sie unterstützen ein kleines Satelliten-Lautsprecher-Set kann.
Dies läßt mich mit der Frage nach mehr Leistung aus dem Mini-Amp-Design bekommen! Ich werde daran arbeiten. Ich denke, dass es ganz einfach so etwas wie 75 -100 W ganz leicht zu geben, modifiziert werden könnte, aber es würde die Kosten als auch die Ursache erhöhen, nicht zuletzt für die Stromversorgung. bleiben dem Laufenden!
Referenzen
J. E Benson: Synthese von High-Pass Filtered Lautsprechersystemen, Teil 1. JEAS 1979, Band 27, Nummer 8.7.