DIY skaņu josla ar iebūvētu DSP: 6 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Izveidojiet mūsdienīgu skaņu joslu no 1/2 collu bieza saplākšņa. Saliekamajai skaņu joslai ir 2 kanāli (stereo), 2 pastiprinātāji, 2 skaļruņi, 2 zemfrekvenču skaļruņi un 4 pasīvie radiatori, kas palīdz uzlabot zemās frekvences šajā mazajā skapī. pastiprinātājiem ir iebūvēts programmējams digitālais signālu procesors (DSP), ko izmantoju, lai izveidotu divvirzienu pārnesumus, pielāgotos EQ un pievienotu dinamisku basu pastiprinājumu. DSP pastiprinātājs izmanto ADAU1701 procesoru, kuru var konfigurēt, izmantojot analogās ierīces SigmaStudio (bezmaksas programmatūra) Lai lejupielādētu SigmaStudio programmu procesorā, ir nepieciešams atsevišķs USBi programmētājs. Protams, tas piedāvā ne tik zvaigžņu programmu par 20 ASV dolāriem, pretējā gadījumā var izmantot dārgāku Analog Devices versiju.

Galveno detaļu saraksts:

• Skaļruņi (x2): Deitonas audio ND91-4
• Skaļruņi (x2): Deitonas audio ND20FB-4
• Pasīvie radiatori (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Pastiprinātājs 1 (padeves tweeters): Dayton Audio Kab-215
• 2. pastiprinātājs (barošanas skaļruņi): Sure Electronics Jab3-250
• Korpuss: 1/2 collu biezs saplāksnis (Home Depot)
• Priekšējais deflektors: 1/2 collu biezs MDF (Home Depot)

1. solis: Kerf saliekot korpusu

Es gribēju unikālu iežogojumu, kas neizskatījās “boxy”, tāpēc es nolēmu izmantot iezāģēšanas saliekšanas paņēmienu, lai visā korpusā panāktu vienmērīgu un gludu malu. Es izdarīju vairākus (9 uz līkuma) plānus caurumus, kas nav cauri, kas beidzas aptuveni ~ 2 mm attālumā no saplākšņa loksnes virsmas. Tādējādi tika iegūta noapaļota mala ar aptuveni 1 lieces rādiusu. Noņemot materiālu no vienas koka virsmas, saplāksni var viegli saliekt. Tomēr jābūt uzmanīgam, jo šis līkums ir diezgan trausls. Lai izliektu līkumu, ir jāzina biezums (asmeni, materiāla biezumu un vēlamo rādiusu. Zinot šos parametrus, jūs varat aprēķināt izņemtā materiāla daudzumu (griezumu skaitu), ārējo un iekšējo loka garumu (attālums starp griezumiem)., ir iezāģēšanas kalkulatori, taču tiem ir konservatīvs līkuma rādiusa ierobežojums. Viens piemērs ir atrodams šeit:

2. solis: salīmēšana kopā

Es izveidoju ~ 1: 1 zāģu putekļu un koka līmes maisījumu un izmantoju to, lai aizpildītu griezumus katrā līkumā. Es mēģināju bagātīgi uzklāt līmes maisījumu, jo šiem līkumiem nav palicis daudz materiāla un līkums ir trausls. Tomēr, tiklīdz līmes maisījums izžūst, līkums ir diezgan spēcīgs (vismaz pietiekami spēcīgs skaļrunim). Es arī izveidoju pusloka savienojumu, ko izmanto, lai augšējo gabalu savienotu ar apakšējo daļu. Teorētiski jums varētu būt viens garš bezšuvju gabals, kas būtu gandrīz 90 collas garš un grūti apstrādājams. Tā kā apakšdaļa nav redzama, es izvēlējos sadalīt korpusu divās daļās un novietot savienojumus apakšā.

3. solis: MDF priekšējā deflektora izgatavošana

Es izmantoju iegremdējamu maršrutētāju un apļa griešanas ierīci, lai izgrieztu caurumus katram zemfrekvences skaļrunim un pasīvajam radiatoram. Skaļruņa caurumiem es izmantoju lielu forstnera uzgali un urbšanas presi. Es arī izmantoju apaļo uzgali, lai izlīdzinātu katra cauruma malas, kā arī deflektora ārējo malu. Lai uzlabotu attēlu, es uzstādīju skaļruņus pēc iespējas tālāk viens no otra, taču neesmu pārliecināts, cik liela ietekme tam ir.

4. solis: skaļruņu un auduma ietīšanas montāža

Lai pabeigtu deflektoru, es aizmugurē uzstādīju visus zemfrekvences skaļruņus, pasīvos radiatorus un skaļruņus, izmantojot 1/2 collu koka skrūves. Vadītājiem bija putuplasta blīves (piegādāti vaļīgi), kas aizmugurē uzstādot radīja jauku blīvējumu. Es arī izmantoju caurumu modelis uz katras blīves, lai urbtu manas skrūvju atveres - novēršot minējumus. Es pārklāju deflektora priekšpusi ar audumu (piestiprināts ar skavām) un izmantoju lipīgu putu sloksni, lai izveidotu blīvējumu starp priekšējo deflektoru un korpusu.

5. solis: aizmugurējais deflektors + elektronika

Aizmugurējam deflektoram ir izgriezta mala, ko izmanto, lai ar korpusu izveidotu izplūdes hermētisku blīvējumu. Es izmantoju nošķelšanas uzgali un maršrutētāja galdu, lai izveidotu 45 grādu slīpumu, un blīvējuma izveidošanai izmantoju to pašu putu sloksni. Elektronika (2 pastiprinātāji, līdzstrāvas ieejas ligzda, stereo ieejas ligzda un 2 gaismas diodes) ir uzstādīta aizmugurējā deflektorā. Elektronika ir uzstādīta noslēgtā dobumā korpusa centrā, kas atdala kreiso/labo kanālu.

6. solis: DSP programmēšana/regulēšana

Digitālie signālu procesori (DSP) tiek plaši izmantoti lielākajā daļā mūsdienu patērētāju skaņu joslu. To lielākā priekšrocība ir tā, ka tie pieņem digitālo ieeju un var tikt izmantoti daudzkanālu sorround skaņai. Šim projektam es izmantoju analogās ieejas, jo tās ir vieglāk izstrādāt. Sure Electronics Jab3-250 pastiprinātājs ir aprīkots ar ADAU1701 procesoru, kuram ir 2 ievades ADC (analog-to-digital converters) un 4 izejas DAC (digital-to-analog pārveidotāji). Es izmantoju divus izejas DAC, lai barotu katru tweeter, un divus DAC, lai barotu katru skaļruni. Manas SigmaStudio grafiskās programmas attēls ir pievienots, un daži no izmantotajiem svarīgajiem blokiem ir aprakstīti zemāk:

Ievades līmeņa pielāgošana: izmanto, lai samazinātu katra kanāla ieejas skaļumu. Es atklāju, ka tas ir kritisks solis, kas nepieciešams, lai funkcija Dynamic Bass Boost darbotos (aprakstīts vēlāk).

Parametriskais ekvalaizers: es izmantoju tālruņa lietotni ar nosaukumu "Advanced Spectrum Analyzer", lai ierakstītu frekvences slaucīšanu (20 Hz - 20 kHz) un aptuveni izmērītu skaļruņa frekvences reakciju bez izlīdzināšanas. Šī nav visprecīzākā pieeja, tomēr tā ir ātra un dod man labu sākumpunktu, neieguldot precīzākos rīkos, piemēram, klēpjdatora mērīšanas mikrofonā un skaņas kartē. Es plānoju nākotnē veikt labākus mērījumus un izmantot papildu programmatūru, piemēram, Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), lai palīdzētu aprēķināt pareizo EQ. Pašlaik es izveidoju pielāgotu parametru EQ, kas samazina skaļumu no 500 Hz līdz 4000 Hz. Manas ausis uztvēra šo frekvenču diapazonu skaļāk nekā pārējās. Skaļrunis skanēja labāk (man), samazinot skaļumu šajā diapazonā. Pirms un pēc frekvences reakcijas līknes ir pievienotas. Tie nav patiesi runātāja atbildes mērījumi un, visticamāk, ir ļoti neprecīzi, taču es izvēlējos tos iekļaut, lai es varētu uzsvērt, cik efektīvs ir DSP skaņas mainīšanā. Pievienotajos grafikos oranžā līnija attēlo reģistrēto maksimālo reakciju, bet baltā-reāllaika līmeni (ko var ignorēt).

Crossover: zemo caurlaidības filtram zemfrekvences skaļruņos un augstfrekvences skaļruņiem es izmantoju ceturtās kārtas Linkwitz-Riley filtru ar frekvenci 3000 Hz. Viena no milzīgajām DSP priekšrocībām ir tā, ka tā var viegli izveidot tādus sarežģītus filtrus kā šis. Lai veiktu pasīvu ceturtās kārtas Linkwitz-Riley krosoveru, būtu nepieciešami papildu komponenti, kas varētu viegli palielināt DSP izmaksas (35 USD).

Dynamic Bass Boost: Dynamic Bass Boost bloks nodrošina pastiprinājumu, kas mainās atkarībā no ieejas signāla līmeņa: zemāki līmeņi pieprasa un saņem vairāk basu nekā augstāki. Izmantojot mainīgā Q filtru, šis bloks dinamiski pielāgo palielinājuma apjomu. Ievades līmenis ir jāsamazina, lai palielinājums darbotos. Tas nozīmē, ka runātājs vairs nav tik skaļš, tomēr es uzskatu, ka kompromiss ir tā vērts. Pie 50 W / kanāls ir daudz jaudas.

Šis ir mans pirmais projekts ar DSP un SigmaStudio, un es joprojām mācos. Es turpināšu atjaunināt šo pamācību, precīzi noregulējot skaņu. Es ceru, ka jums patika būvēt!