isoundBar z wbudowanym głośnikiem niskotonowym

Soundbar to zestaw głośników w szerokiej, smukłej obudowie, która idealnie nadaje się do umieszczenia tuż pod telewizorem lub przed nim. Z urządzeniem tym są dwa duże problemy: soundbary dobrej jakości mają zwykle niewytłumaczalnie wysokie ceny (czasami są więcej warte niż telewizor, do którego są dołączane), z kolei wymóg zachowania smukłej obudowy ogranicza zwykle dobre odtwarzanie basów.

Tanich soundbarów jest mnóstwo i najlepiej ich unikać. Wiele z nich ma tanie zewnętrzne subwoofery (nie jest to reguła), które mogą wydawać dudniący i irytujący dźwięk. Niektórzy użytkownicy wyłączają je całkowicie z powodu „zmęczenia subwooferem”.

Na drugim końcu skali są przyzwoite soundbary hi-fi szanowanych producentów audio, które kosztują obecnie około 1000...2000 USD. Takie ceny trudno uzasadnić, jeśli porównamy je z cenami 65-calowych (165 cm) telewizorów 4K zaczynających się od około 700 USD! Taka sytuacja spowodowała opracowanie niniejszego projektu. To soundbar DIY z doskonałym pasmem przenoszenia, przyzwoitym basem i niskimi zniekształceniami, który nie zrujnuje Twojego budżetu.

Soundbar ma dobre parametry i zadowoli wielu amatorów dobrego brzmienia, ale jeśli chcesz pójść na całość, zaprojektowaliśmy subwoofer, który dopełnia dźwięk mocnymi basami. Jest to konstrukcja atrakcyjna cenowo, więc nawet z dołączonym subwooferem całość będzie kosztować znacznie mniej niż tani 65-calowy telewizor.

Całkowity koszt wszystkich przetworników użytych w isoundBarze wynosi około 260 USD, więc nawet po dodaniu modułu wzmacniacza, drewna itp. prawdopodobnie będziesz w stanie zbudować go za mniej niż 400 USD. Za taką kwotę można kupić gotowy soundbar, ale wątpimy, by brzmiał równie dobrze.

Projekt

Poświęciłem sporo czasu na zaprojektowanie niezależnego systemu z wewnętrznym głośnikiem niskotonowym w małej obudowie o szerokości zaledwie 1240 mm, wysokości 70 mm i głębokości 200 mm.

Pojawiły się znaczące (i nieoczekiwane) wyzwania, z których niemałym jest to, że smukła konstrukcja ogranicza nas do użycia przednich głośników o średnicy nie większej niż 55 mm. Ponadto, wewnętrzna objętość musi być współdzielona przez oddzielne kanały lewy i prawy oraz wewnętrzny głośnik niskotonowy.

Rozwiązaniem było stworzenie trzech komór izobarycznych (patrz ramka obok) z wykorzystaniem czterech przetworników 5 cm (2 cale) dla lewego i prawego kanału (po dwa dla każdego) oraz dwóch przetworników 9 cm (3,5 cala) dla głośnika niskotonowego, zamontowanych poziomo.

Zastosowanie komór izobarycznych ma kluczowe znaczenie, ponieważ zmniejsza o połowę wymaganą objętość wewnętrzną dla dobrego przenoszenia niskich częstotliwości. Podwójna konstrukcja izobaryczna zapewnia dobry górny bas z małych obudów wewnętrznych L i R, pozostawiając wystarczająco dużo miejsca na wewnętrzny głośnik niskotonowy, również w konfiguracji izobarycznej.

Ostatecznie do projektu zostały dodane 2,5 cm (1 cal) głośniki wysokotonowe Vifa do 5 cm i 9 cm głośników Vifa, zapewniając wyjątkową jakość dźwięku! isoundBar ma zatem również fantastyczne wysokie tony z małych głośników wysokotonowych i zapewnia łączność Bluetooth.

Krytycznym aspektem podczas doboru przetworników była ich dostępność w rozsądnych ilościach i mamy nadzieję, że pozostaną dostępne przez jakiś czas po opublikowaniu tego artykułu.

Cały projekt jest trójdrożny, z oddzielnymi wzmacniaczami dla kanałów lewego i prawego oraz wewnętrznego głośnika niskotonowego. W rzeczywistości jest to w sumie pięć oddzielnych wzmacniaczy: dwa dla lewego i prawego głównego głośnika, dwa dla lewego i prawego głośnika wysokotonowego i jeden dla głośnika niskotonowego, każdy o maksymalnej mocy wyjściowej 50 W RMS i każdy z własnym regulatorem głośności do balansowania.

W tym celu zastosowałem moduł wzmacniacza Yuanjing klasy D 4.1, który wcześniej recenzowałem w wydaniu z maja 2019 roku (siliconchip.au/Article/11614). Moduł posiada trzy wysokowydajne układy scalone wzmacniacza audio klasy D Texas Instruments TPA3116D2 z dwoma kanałami 50 W na układ scalony.

Jeśli zapoznasz się z tym artykułem, zobaczysz, że w projekcie przeznaczono cały układ TPA3116D2 dla kanału subwoofera, aby teoretycznie dostarczyć 100 W RMS. Testy wykazały jednak, że rzeczywista maksymalna moc wyjściowa jest bliższa 60 W.

Niemniej jednak, wybraliśmy ten moduł ze względu na jego niski koszt i łatwość obsługi. Zapewnia on dużą moc do obsługi szerokiego zakresu dynamiki z nowoczesnych źródeł sygnału, takich jak strumieniowane filmy, płyty CD, DVD, Blu-ray itp. z wystarczającym zapasem mocy przed przesterowaniem. Jakość dźwięku jest również całkiem przyzwoita jak na niedrogi moduł wzmacniacza klasy D.

Wiele filmowych ścieżek dźwiękowych zawiera realistyczne szepty, a następnie natychmiast narzuca bardzo głośne dźwięki bomb, odrzutowców i pojazdów, więc potrzebny jest znaczny zakres dynamiki. Jakiekolwiek przesterowanie wzmacniaczy może szybko uszkodzić małe głośniki, zwłaszcza małe głośniki wysokotonowe. Potrzeba więc więcej mocy w rezerwie niż mogłoby się wydawać.

Układy te posiadają również zabezpieczenie przed zwarciem/przeciążeniem, przepięciem i zbyt niskim napięciem, a ich sprawność wynosi około 90%. Każdy z nich wymaga jedynie niewielkiego radiatora i jest zasilany z wysokoprądowego zasilacza wtyczkowego 12...24 V, co oznacza, że nie jest wymagane okablowanie sieciowe. Niewielka ilość generowanego ciepła oznacza, że specjalna wentylacja obudowy nie jest konieczna.

Moduł ten ma również wbudowany odbiornik Bluetooth, który aktywuje przekaźnik po sparowaniu. Sygnał może być również podawany przez wbudowane gniazdo 3,5 mm. Priorytet ma to wejście audio, na którym sygnał audio pojawi się w pierwszej kolejności.

Jeśli potrzebujesz mocniejszego dźwięku, opiszemy również zewnętrzne wyjście subwoofera do połączenia z subwooferem. Jak powiedzieliśmy wcześniej, dźwięk ma sporą moc bez niego, ale subwoofer dodaje zupełnie nowy wymiar i jest wymagany, jeśli chcesz autentycznego doświadczenia hi-fi lub po prostu jesteś fanem basu!

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie

Kup teraz