Zvočniki DIY z vgrajenim DSP: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Izdelava sodobnega zvočnika iz 1/2 debele vezane vezane plošče. Zvočna vrstica ima 2 kanala (stereo), 2 ojačevalnika, 2 visokotonca, 2 nizkotonca in 4 pasivne radiatorje za povečanje nizkih frekvenc v tej majhni omari. ojačevalniki imajo vgrajen programabilni procesor digitalnih signalov (DSP), ki ga uporabljam za ustvarjanje dvosmernih križancev, izenačevalnikov po meri in dodajanje dinamičnega ojačanja nizkih tonov. Ojačevalnik DSP uporablja procesor ADAU1701, ki ga je mogoče konfigurirati s pomočjo analognih naprav SigmaStudio (brezplačna programska oprema). Za prenos programa SigmaStudio na procesor je potreben ločen programer USBi. Seveda ponuja ne tako zvezdnega za 20 USD, sicer lahko uporabite dražjo različico Analog Devices.

Seznam glavnih delov:

• Nizkotonci (x2): Dayton Audio ND91-4
• Visokotonci (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Pasivni radiatorji (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Ojačevalnik 1 (hranjenje visokotoncev): Dayton Audio Kab-215
• Ojačevalnik 2 (nizkotonski zvočniki): Sure Electronics Jab3-250
• Ohišje: 1/2 "debel vezan les (Home Depot)
• Sprednja pregrada: 1/2 "debel MDF (Home Depot)

1. korak: Kerf upogiba ohišje

Želel sem edinstveno ohišje, ki ni bilo videti "škatlasto", zato sem se odločil, da bom s tehniko upogibanja reza dosegel brezhiben gladek rob po vsem ohišju. Naredil sem več (9 na ovinek) tankoreznih neprereznih rezov, ki se končajo približno 2 mm stran od površine vezanega lesa. To je prineslo zaobljen rob s polmerom upogiba približno 1 ". Odstranitev materiala z ene strani lesa omogoča, da se vezan les zlahka upogne. Vendar je treba biti previden, saj je ta upogib precej krhek. Upogibanje lesa zahteva poznavanje debeline ((reza) rezila, debelino materiala in želeni polmer. Če poznate te parametre, lahko izračunate količino odstranjenega materiala (število rezov), dolžino zunanjega in notranjega loka (razmik med rezi). Za lažje delo, kalkulatorji upogibanja reze obstajajo, vendar imajo konzervativno omejitev polmera upogiba. En primer lahko najdete tukaj:

2. korak: Lepljenje skupaj

Ustvaril sem mešanico prahu žage in lepila za les 1: 1 in ga uporabil za polnjenje kosov v vsakem ovinku. Mešanico lepila sem poskušal velikodušno nanesti, saj na tem ovinku ni ostalo veliko materiala in je upogib krhek. Ko pa se lepilo posuši, je ovinek precej močan (vsaj dovolj močan za zvočnika). Ustvaril sem tudi polkrožni spoj, ki se uporablja za povezovanje zgornjega dela z dnom. Teoretično bi lahko imeli en dolg brezšivni kos, ki bi bil dolg skoraj 90 palcev in ga je težko obdelovati. Ker dno ni vidno, sem se odločil, da ohišje razdelim na dva dela in da so spoji na dnu.

3. korak: Izdelava sprednje pregrade iz MDF -ja

Z izrezovalnikom in krožnim rezalnikom sem izrezal luknje za vsak nizkotonec in pasivni radiator. Za luknje v visokotonskem zvočniku sem uporabil velik trdni nastavek in vrtalni stroj. Uporabil sem tudi zaokrožen nastavek za glajenje robov vsake luknje in zunanjega roba pregrade. Visokotonce smo namestili čim dlje drug od drugega za boljše slikanje, vendar nisem prepričan, kako velik vpliv ima to.

4. korak: Namestitev zvočnikov in tkanine

Za dokončanje pregrade sem vse nizkotonce, pasivne radiatorje in visokotonske zvočnike montiral z 1/2 lesenimi vijaki. Vozniki so prišli s penastimi tesnili (odpremljeni), ki so ustvarili lepo tesnilo pri zadnji namestitvi. Uporabil sem tudi luknjo vzorec na vsakem tesnilu za vrtanje mojih pilotskih lukenj za vijake - odprava ugibanja. Sprednji del pregrade sem prekril s tkanino (pritrjeno s sponkami) in uporabil lepilni trak iz pene, da sem ustvaril tesnilo med sprednjo pregrado in ohišjem.

5. korak: Zadnja pregrada + elektronika

Zadnja loputa ima poševen rob, ki se uporablja za ustvarjanje nepredušno zaprtega tesnila z ohišjem. Za izdelavo 45 -stopinjske posnetke sem uporabil bit za posnetek in mizo za usmerjevalnik, za ustvarjanje tesnila pa sem uporabil isti penasti trak. Elektronika (2 ojačevalnika, vhodna vtičnica za enosmerni tok, stereo vhod in 2 LED) sta nameščeni v zadnji pregradi. Elektronika je nameščena v zaprti votlini na sredini ohišja, ki ločuje levi/desni kanal.

6. korak: Programiranje/uglaševanje DSP

Procesorji digitalnih signalov (DSP) se pogosto uporabljajo v večini sodobnih potrošniških zvočnih plošč. Njihova največja prednost je, da sprejemajo digitalni vhod in se lahko uporabljajo za večkanalni prostorski zvok. Za ta projekt sem uporabil analogne vhode, ker jih je lažje oblikovati. Ojačevalnik Sure Electronics Jab3-250 je opremljen s procesorjem ADAU1701, ki ima 2 vhodna ADC-ja (analogno-digitalni pretvorniki) in 4 izhodne DAC-e (digitalno-analogni pretvorniki). Uporabil sem dva izhodna DAC -ja za krmiljenje vsakega visokotonca in dva DAC -a za vsak nizkotonec. Priložena je slika mojega grafičnega programa SigmaStudio, spodaj pa so opisani nekateri uporabljeni bloki:

Prilagoditev ravni vhoda: uporablja se za zmanjšanje vhodne glasnosti za vsak kanal. Ugotovil sem, da je to kritičen korak, ki je potreben za delovanje funkcije Dynamic Bass Boost (opisano kasneje).

Parametrični EQ: Uporabil sem telefonsko aplikacijo z imenom "Advanced Spectrum Analyzer" za snemanje frekvence (20Hz - 20kHz) in za približno merjenje frekvenčnega odziva zvočnika brez izenačevanja. To ni najbolj natančen pristop, vendar je hiter in mi daje dobro izhodišče, ne da bi vlagal v natančnejša orodja, kot sta merilni mikrofon in zvočna kartica za moj prenosnik. V prihodnosti nameravam narediti boljše meritve in uporabiti dodatno programsko opremo, kot je Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), ki mi bo pomagala izračunati pravi EQ. Za zdaj sem ustvaril parametrični EQ po meri, ki zmanjša glasnost med 500 Hz in 4000 Hz. Moja ušesa so to frekvenčno območje zaznala glasneje od ostalih. Zvočnik je zvenel bolje (zame) z zmanjšanjem glasnosti v tem območju. Pred in potem so priložene krivulje frekvenčnega odziva. To niso resnične meritve odziva govorca in najverjetneje zelo netočne, vendar sem se odločil, da jih vključim, da bom lahko izpostavil, kako učinkovit je DSP pri spreminjanju zvoka. V priloženih grafih oranžna črta predstavlja zabeleženi najvišji odziv, bela črta pa raven v realnem času (kar je mogoče prezreti).

Crossover: Za nizkoprepustni filter na nizkotoncih in visokoprepustni filter na visokotoncih sem uporabil filter filtra Linkwitz-Riley 4. reda, nastavljen na 3000 Hz. Ena od velikih prednosti DSP je, da lahko z lahkoto ustvari tako zapletene filtre. Za izdelavo pasivnega crossoverja Linkwitz-Riley 4. reda bi bile potrebne dodatne komponente, ki bi zlahka povečale stroške DSP (35 USD).

Dynamic Bass Boost: Blok Dynamic Bass Boost zagotavlja ojačanje, ki se spreminja glede na raven vhodnega signala: nižje ravni zahtevajo in sprejemajo več nizkih tonov kot višje. S filtrom spremenljivega Q ta blok dinamično prilagodi količino povečanja. Raven vnosa je treba znižati, da bo povečanje delovalo. To pomeni, da zvočnik ni več tako glasen, vendar menim, da je kompromis vreden. Pri 50 W / kanalu je veliko energije.

To je moj prvi projekt z DSP in SigmaStudio in se še učim. Ko bom natančno nastavil zvok, bom še naprej posodabljal ta Instructable. Upam, da vam je bila izdelava všeč!