Usb колонки для компьютера своими руками
Обновлено: 07.07.2024
Портативный сабвуфер для компьютера своими руками
Для малогабаритной низкочастотной колонки подойдут динамики небольшого размера. Есть модели, диаметр которых не превышает 10 см. Громкоговоритель GHXamp, диаметром 4 дюйма, выпускается в нескольких модификациях, с разным сопротивлением звуковой катушки и обеспечивает выходную мощность 40 ватт. Такую динамическую головку можно использовать в настольной акустической системе небольших размеров. Динамик маленького диаметра не сможет выдать качественные басовые частоты. Акустическая система такого уровня сможет только обогатить низкими частотами, звук компьютерных широкополосных колонок. Для сочных и насыщенных басов потребуются динамики большего размера. Чтобы сделать сабвуфер для компьютера своими руками на динамике 4 дюйма потребуется закрытый ящик от 8 до 10 литров. Гораздо лучшие результаты можно получить, используя громкоговорители диаметром 8 дюймов или 20,3 см.
По цветам разъёмы звуковой карты маркируются следующим образом:
- Голубой – аналоговый звуковой вход
- Зелёный – фронтальные АС
- Розовый – микрофон
- Жёлтый (оранжевый) – сабвуфер
- Чёрный – боковые АС
- Серый – тыловые АС
На простых звуковых картах гнёзда для подключения боковых и тыловых колонок могут отсутствовать.
Как сделать сабвуфер для компьютера
Активный сабвуфер для ПК своими руками потребует сборки низкочастотного усилителя.Существует много несложных схем, выполненных на современной элементной базе. Для малогабаритной акустической системы не нужна большая выходная мощность. Проще всего собрать усилитель сабвуфера для компа на интегральных микросхемах. Удачным вариантом будет выбор схемы усилителя НЧ на микросхеме TDA1555Q. В корпусе содержится четыре интегральных усилителя. Устройство можно сделать трёхканальным, с двумя широкополосными колонками и басовой АС или четырёхканальным.
Устройство не требует наличия внешней звуковой карты и может быть подключено к линейному выходу любого компьютера. Левый и правый каналы одинаковые, а в низкочастотном тракте предусмотрен RC — фильтр для ограничения высоких частот звукового диапазона. Сильный спад по уровню начинается с частоты 400 Гц.Если на компьютере установлен звуковой драйвер Realtek HD, то коррекцию звуковых файлов можно осуществлять с помощью многополосного эквалайзера. Резисторами R1 иR2 осуществляется подстройка уровня сигнала в каждом канале. Сигнал на басовый усилитель ограничивается по уровню и суммируется. Далее пройдя через фильтр, он поступает на вход УНЧ. Питать микросхему можно с однополярного источника с напряжением от 10 до 18 вольт.
Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.
Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.
Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.
Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.
Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.
Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315. Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Портативные компьютерные USB колонки SVEN 315
Разборка компьютерных USB колонок
Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.
Разборка портативных USB колонок
Далее вывинчиваем 4 шурупа которые фиксируют малогабаритный динамик. После демонтажа фиксирующей планки открывается доступ к электронной начинке устройства.
Электронная начинка USB колонок
Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.
Электронная начинка
Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D. При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N) при максимальной выходной мощности составляет 1%.
Плата усилителя и динамик
На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.
Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.
Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал тут.
Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор. Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.
Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet'а) на данную микросхему и показана на рисунке.
Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)
По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.
Схема усилителя портативных USB колонок
Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.
Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)
Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.
Размещение элементов на печатной плате
Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.
На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.
Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.
Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.
Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.
Количество полос
Выбор динамиков
Теперь, когда динамики есть, можно приступить к созданию акустики.
Активные / пассивные?
У каждого варианта свои плюсы и минусы. Во-первых, нужно учитывать компактность самих колонок и связанные с этим сложности в компоновке в условиях ограниченного пространства. А монтировать снаружи нет смысла. Во-вторых, отдельные модули как самостоятельные компоненты можно комбинировать в дальнейшем, а также проще ремонтировать в случае чего. Ну и в-третьих, активные колонки – это достаточно дорого. Т.к. если делать приличный усилитель (а бывает и по одному в каждый корпус), то он получится дороже самой акустики. К тому же у меня уже был усилитель. Но в любом случая я за схему – пассивная акустика + усилитель, она более универсальна.
Расчет размеров корпуса
С динамиками определились, теперь необходимо понять, какой корпус для них оптимален. Размеры считаются исходя из характеристик звучания НЧ-динамика. На сайте производителя рекомендации отсутствуют, т.к. динамик предназначался прежде всего для автозвука. Держать специальную аппаратуру для этих целей нет никакого смысла, если только это не ваша работа. Поэтому на помощь приходит толковый чувак со специальным стендом. В результате лабораторных испытаний получаем расчетный размер корпуса 310 х 210 х 270 мм. В процессе замеров также были посчитаны параметры фазоинвертора.
Кстати, многие производители на своих сайтах публикуют рекомендуемые размеры корпуса для динамиков. Когда такая информация есть, логично воспользоваться ей, но в данном случае такими данными я не располагал, поэтому пришлось заняться лабораторными исследованиями.
Материал корпуса
Конструкция и дизайн корпуса
Один из самых важных этапов. Прежде чем ехать за МДФ, советую определиться с конструкцией, чтобы сразу попросить продавца распилить лист по частям, а на нормальной точке продаж всегда есть хорошие станки с точным и ровным распилом. В домашних условиях такой рез получить сложно.
Вот конструкция корпуса:
Конструкция простая. Шесть стенок, склеиваемые друг с другом. Спереди 2 выреза под динамики. Сзади 2 выреза: под фазоинвертор и под клеммник. Прямоугольником 120х80 обозначено место под кроссовер. Внутри фазоинвертор представляет собой еще одну стенку в ширину внутреннего пространства, прикрепленную перпендикулярно под вырезом:
Исходя из чертежа, вырисовывается схема распила листа:
Как будем отделывать корпус? Обклейка пленкой сразу исключилась – акустика должна выглядеть прилично. Как вариант рассматривалась покраска. Отказался от этой идеи, т.к. такие колонки впишутся далеко не в каждый интерьер (по крайней мере в текущий не вписывались). Хочется большей универсальности. В этом плане натуральный шпон больше подходит. Но полностью обклеенная шпоном акустика смотрится скучновато. Поиск комбинированного решения:
В целом варианты — неплохие по внешнему виду, но чисто конструктивно вызывают сложности. В результате было решено боковые стенки отделать шпоном ясеня, а остальные 4 стенки обтянуть по окружности кожей, точнее качественным автомобильным кожзамом. Пищаль красива сама по себе, а вот НЧ-динамик имеет на фронтальной стороне корпуса конструктивную накладку, которая будет смотреться не очень красиво. Поэтому было решено изготовить для него дополнительную декоративную накладку (кольцо), которое будет прижимать его к корпусу, а заодно придаст красоты самой колонке. С конструкцией и дизайном определились.
Инструменты
Прежде чем перейти к следующему этапу, обозначу, какие основные инструменты нужны для работы:
— Циркулярка.
— Электролобзик.
— Дрель.
— Фрезер.
— Шлиф-машина.
— Прямые руки.
Без этого набора лучше заказать корпуса хорошему мастеру.
Распил
Сборка корпуса
Стенки склеиваются ПВА и стягиваются шурупами. Вначале склеиваем корпус без передней стенки.
Далее пилим лобзиком отверстие фазоинвертора.
Можно закрывать коробку.
Дырки от шурупов на внешних поверхностях необходимо заделать перед финальной отделкой. Я использовал эпоксидку. Чтобы не ждать, пока одна поверхность затвердеет, заклеивал каждую поверхность скотчем и принимался за следующую. Когда эпоксидка высохла, прошелся шлиф-машиной.
Отделка
Шпон остался с каких-то древних времен, поэтому покупать не пришлось. Листы были не широкие, поэтому подбиралась пара листов, скреплялась скотчем и клеилась к корпусу. Вначале одна сторона, потом другая.
Шпон нужно защитить. Я покрыл его прозрачным яхтным лаком.
После того, как все просохло, осторожно разрезается и заклеивается внутрь кожа на отверстии фазоинвертора.
Если очень хочется, потом фазик можно как-то облагородить.
Финальный монтаж
Первым делом монтируем кроссовер. Кросс – самопальный, на хорошей элементной базе. Используются катушки с воздушным сердечником, пленочные конденсаторы на пищалку и МОХ-резисторы. Сам я его не паял, а заказал толковым ребятам.
С какого динамика начинать в принципе без разницы. Я начал с пищали. Припаиваем соответствующую пару проводочков от кросса, вставляем динамик и прикручиваем шурупами. Готово.
Мидбасс необходимо как бы подсунуть под кожу, а сверху придавить декоративным кольцом. Припаиваем оставшуюся пару проводочков и монтируем динамик.
Все? Все. Прикручиваем к клеммнику акустический кабель и начинаем испытания.
Испытания
Тест системы производился в следующих конфигурациях:
1. Ресивер Sherwood VR-758R + акустика.
2. Компьютер + Unicorn (USB-ЦАП) + Самопальный стерео-усилитель + акустика.
3. Компьютер + E-mu 0204 (USB-ЦАП) + Sherwood VR-758R + акустика.
Немного о самих конфигурациях. Я лично считаю, что на данный момент идеальный вариант домашнего муз-центра это: комп + USB-ЦАП + усилитель + акустика. Звук в цифре без искажений снимается через USB и поступает на качественный ЦАП, с которого передается на качественный усилитель и после на акустику. В такой цепочке количество искажений минимально. Кроме того, вы можете использовать совершенно разные фонограммы: 44000/16, 48000/24, 96000/24 и т.д. Все ограничено возможностями драйвера и ЦАПа. Ресиверы в этом плане менее гибкий и заранее морально устаревший вариант. Размер современных винчестеров позволяет хранить на них практически всю медиатеку. А тенденции к подписке на Интернет-контент могут и этот вариант упразднить, хотя это не ближайшее время и далеко не для всех подойдет.
Скажу сразу, что во всех трех конфигурациях акустика звучала прекрасно. Я, честно говоря, даже не ожидал. Вот некоторые субъективные аспекты.
1. Адекватный и естественный звук. Что записано, то и воспроизводится. Нет перекосов ни в какую сторону. Как я и хотел.
2. Большая чувствительность к исходному материалу. Все огрехи звукозаписи, если они есть, хорошо слышно. Качественно смикшированные треки слушаются отлично.
4. Очень хорошая проработка деталей. Слышно каждый инструмент. Даже при насыщенной звуковой картинке и приличной громкости звук не съезжает в кашу (усилитель здесь играет не последнюю роль).
5. Хочется сделать погромче ;) Т.е. акустика не орет, а ровно играет. Хотя тут тоже не малая заслуга самого усилителя, т.к. при увеличении нагрузки хороший усилитель сохраняет линейность.
6. От долгого прослушивания не болит голова. У меня лично это частенько случается, а тут целый день играет и хоть бы что.
7. Опасения на счет некорректной панорамы и сильной зависимости звучания от положения слушателя не подтвердились. Насколько мне известно, у автомобильной акустики специфическая фазировка звука из-за особенностей расположения динамиков в салоне. А именно про этот комплект я читал, что мидбасы у него в этом плане более универсальные. Что собственно и подтвердилось. Можно сидеть в центре перед колонками, можно встать рядом боком к ним — звук отличный. Зависимость есть, но очень небольшая.
Что касается самих конфигураций, то наиболее качественного звука удалось добиться при второй конфигурации.
Во-первых, использовался очень качественный ЦАП Unicorn. Здесь можно про него почитать.
Калькуляция по материалам
СЧ/НЧ динамики (пара): 3 000р.
ВЧ динамики (пара): 3 000р.
Кроссовер (пара): 3 000р.
Синтепон: 160р.
Терминал (клеммник): 700р.
Шурупы: 80р.
Лист МДФ, 22мм: 2 750р.
Скотч: 30р.
ПВА: 120р.
Спецклей 88: 120р.
Виброизоляция: 200р.
Фигурное кольцо-накладка: 500р.
Кабель:500р.
Итого: 14 160р.
Некоторые материалы были или достались безвоздмездно, здесь соответственно не учтены.
В заключении
В любом более-менее сложном устройстве или законченной функциональной системе важно абсолютно все. Когда речь идет о музыкальной системе, то на конечный результат влияет большое количество факторов:
— Качество фонограммы.
— Устройство для воспроизведения фонограммы.
— Цифро-аналоговый преобразователь.
— Усилитель сигнала.
— Провода.
— Динамики, установленные в корпусе акустической системы.
— Правильно рассчитанные под динамики и качественно собранные корпуса.
— Схема и комплектуха для кроссовера.
Это основной, но не полный список.
Неверно считать, что главное — усилитель или главное — провода, или главное — динамики. Домашняя музыкальная система — это как оркестр. И если в этом оркестре кто-то будет плохо, а кто-то блестящее играть, то в целом получится — средне. Или, как говорилось в очень точном примере: если смешать бочку говна с бочкой повидла, то получится две бочки говна.
Есть и другая крайность. Хорошая система стоит баснословных денег. Значит каждый компонент должен стоить по полмиллиона. А фонограммы должны быть исключительно в Super Audio CD или на фирменных пластинках. Типа закрытое общество элитных аудиофилов. Фигня это все.
Статья не претендует на истину в последней инстанции, но, надеюсь, что мои мысли и мой опыт кому-нибудь еще пригодится.
Upd. В коментах многие спрашивают про усилитель. Если кому интересно, пишите в личку, я дам координаты.
Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Объявления
Спасибо, Вячеслав. Буду искать что нибудь потолще. ПС про знаки препинания давайте замнем для ясности. (ну, может , у меня спина нервная))
Банальный пьезозуммер. "Однако, где-то подсознательно я, должно быть, догадывался о такой вероятности, поэтому предусмотрел слева пространство для второго классического пьезоизлучателя. В итоге туда я его и приделал." В статье же всё есть !
. даёт стереопанораму. Обьём даёт квадро и далее. Хотя в каждом конкретном случае нужно разбираться, что же имели в виду. Некоторым "долбящие негры" дают обьём .
В крутые 90-е сгорел у меня в телевизоре 300-вольтовый КТ940А. Достать было негде. А на работе была коробка 50 штук 2Т602, на 70 вольт. Также взял источник 300-вольтовый, через резистор подключил, проверил все. Из 50-и 3 держали 300 вольт. Приспособил маленький радиатор, и проработал телевизор лет 5… пока на свалку не пошел. 70 вольт - это гарантированное напряжение для любого экземпляра, а так разброс параметров в несколько раз возможен.
Звучание с родными фильтрами и фильтрами "лучше", они совсем не гарантия того, что звук будет лучше. Я не знаю значения "нормальные". Чем меньше удельное сопротивление провода, тем лучше, особенно для звена СЧ-НЧ.
Читайте также: