Samochodowy subwoofer aktywny
P R O J E K T Y
Samochodowy subwoofer
aktywny
kit AVT-493
Najwałniejszym
i najtrudniejszym problemem
z dziedziny elektroakustyki
w samochodzie jest
Typowy, stosowany obecnie głośnika odtwarzającego sygnały
odtwarzanie sygnał�w
powszechnie, samochodowy sprz�t o niskich cz�stotliwościach musi
akustycznych o niskich
elektroakustyczny jest zbudowany byĘ duła. Natomiast wymagania
cz�stotliwościach - bas�w. Ich
w oparciu o stereofoniczny radio- przy odtwarzaniu d�wi�k�w
brak jest zazwyczaj
odtwarzacz ze wzmacniaczem o średnich i wysokich cz�stotli-
nieodłączną cechą
o mocy sinusoidalnej rz�du kilku wościach są łagodniejsze, zar�-
akustycznego sprz�tu
wat�w dla kałdego kanału stereo. wno pod wzgl�dem mocy - wy-
samochodowego.
Pracuje on zazwyczaj w zakresie starczy kilka wat�w mocy jak
całego pasma elektroakustycznego i gabaryt�w obudowy głośnika od-
i ma dwa (po jednym dla kałdego twarzającego - wystarczy mały
kanału stereo) głośniki szeroko- zestaw głośnik�w lub głośnik sze-
pasmowe. W systemie tym czasa- rokopasmowy.
mi stosuje si� cztery głośniki - po Poszukiwania sposob�w dobre-
dwa dla kałdego kanału stereo. go odtwarzania niskich d�wi�k�w
Czasami takłe w miejsce głośni- (bas�w) w samochodzie trwają od
k�w szerokopasmowych stosuje wielu lat. W ostatnim okresie
si� zestawy głośnikowe, kt�rych szczeg�lnie si� nasiliły w związku
gabaryty z racji braku miejsca ze wzrostem popularności samo-
w samochodzie są jednak niewiel- chodowych odtwarzaczy płyt kom-
kie. System taki nie jest efektywny paktowych. Instalowanie w samo-
w zakresie niskich cz�stotliwości. chodzie odtwarzaczy CD przyczy-
Odtwarzanie tych d�wi�k�w wy- niło si� do wyra�nego skoku ja-
maga bowiem zastosowania głoś- kościowego, zar�wno jeśli chodzi
nik�w dułych, o dułej i ci�łkiej o spos�b obsługi urządzenia jak
membranie, a w konsekwencji za- i poziom odtwarzanego d�wi�ku.
stosowania wzmacniaczy dułej Aby zapewniĘ dobre odtwarza-
mocy zdolnych do pełnego ich nie bas�w, producenci sprz�tu
wysterowania. Takłe obudowa audio proponują r�łne rozwiąza-
nia, kt�re są zazwyczaj drogie,
skomplikowane i kłopotliwe w in-
stalacji. Tworzone są systemy za-
wierające oddzielne urządzenia:
optymalizatory, korektory, wzmac-
niacze, głośniki, adaptery, zwrot-
nice i obudowy głośnikowe.
Liczba połącze� i wymaganych do
tego złącz r�łnego typu jest w ta-
kiej sytuacji bardzo duła. Połącze-
nie, dopasowanie i doprowadze-
nie zasilania do tych urządze�, to
cz�sto nie lada sztuka. Jedną
Rys. 1. Schemat blokowy urządzenia.
z najlepszych metod jest zastoso-
Elektronika Praktyczna 2/99
61
Samochodowy subwoofer aktywny
Rys. 2. Schemat elektryczny układu.
wanie tuby akustycznej, ale jest wzmacniacza bas�w i głoś-
to takłe metoda bardzo kłopotliwa nika niskotonowego. Przy
i droga, gdył wymaga zastosowa- czym, tak jak w przypadku
nia dodatkowego wzmacniacza, klasycznego subwoofera,
zwrotnic głośnikowych i tuby wystarcza zastosowanie
z dwoma głośnikami. jednego wzmacniacza i jed-
Ocen� takich system�w dodat- nego głośnika, gdył niskie
kowo komplikuje wprowadzenie d�wi�ki rozchodzą si� nie-
r�łnych nowych definicji mocy kierunkowo i nie jest moł-
dla wzmacniaczy jak i głośnik�w liwa ich lokalizacja w efek-
samochodowych (moc muzyczna, cie stereofonicznym. Zale-
szczytowa, moc PMPO, itp.). cane miejsce zamontowa-
Definicje te cz�sto nie są pre- nia głośnika to tylna p�łka,
cyzyjne. W takiej sytuacji produ- kt�ra stanowi niezb�dną
cenci prześcigają si� w podawa- dla dobrego odtwarzania
niu coraz to wi�kszych liczb bas�w przegrod� akustycz-
określających moce ich produk- ną.
t�w. Jednocześnie rezygnują z tra- Działanie prezentowane-
dycyjnej definicji, jaką jest moc go w artykule subwoofera
znamionowa sinusoidalna, kt�ra aktywnego polega na tym,
była podstawowym parametrem łe pobiera on sygnały
powszechnie stosowanym w daw- z wyjśĘ (typowe stereofo-
nych pionierskich czasach. niczne wyjścia głośnikowe)
radioodtwarzacza samocho-
Opis układu dowego, a nast�pnie roz-
W proponowanym rozwiązaniu dziela je (wewn�trzna
zastosowano aktywny subwoofer, zwrotnica elektryczna) na
składający si� z dw�ch cz�ści: trzy pasma elektroakustycz-
ne:
- d�wi�k�w o niskich cz�s-
Zasadnicze zalety urządzenia:
totliwościach (20-250Hz)
z obu kanał�w stereofo-
uniwersalność - możliwość dopasowania do
dowolnego radioodtwarzacza i głośników;
nicznych;
prostota instalacji - łatwy sposób
- d�wi�k�w o średnich
podłączenia do istniejących w samochodzie
i wysokich cz�stotliwoś-
urządzeń elektroakustycznych;
ciach (250Hz-20kHz) z le-
bezobsługowość - nie ma potrzeby bieżącej
obsługi w czasie pracy; wego kanału stereofonicz-
nego;
Podstawowe parametry wzmacniacza
- d�wi�k�w o średnich
basów:
i wysokich (250Hz-
' moc znamionowa: 20W sinus/4&!
' pasmo przenoszenia: 20..250Hz 20kHz) z prawego kanału
Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na płytce
' napięcie zasilania: +12V (10V-15V)
stereofonicznego.
drukowanej.
Elektronika Praktyczna 2/99
62
Samochodowy subwoofer aktywny
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
P1: 2x10k&!/B
R1, R2, R8, R22, R27, R26, R29,
R30: 10k&!
R3, R4: 470k&!
R5, R13, R23: 2k&!
R6, R7: 33k&!
R9, R10, R18, R25: 4,7k&!
R11, R19, R24, Rspód: 120k&!
R12, R28: 1k&!
R14, R15: 18&!
R16, R17: 1&!
R20: 1,8M&!
R21: 1M&!
Półprzewodniki
D1: 1N5401
D2: czerwona dioda LED Ć5
D3: 1N4148
D4: 1N4001
T1, T2, T4: BC547C
T3: BC557B
T5: BC337-40
US1: NE4558
US2: TDA2005
Kondensatory
C1, C13: 220pF
C2: 68nF/100V
C3, C7, C8, C9, C10, C11: 10nF/
250V
C4, C5, C12, C14: 100nF/100V
C6: 470nF/63V
E1, C2, C3, C5, C6: 4,7�F/16V
E4, E8, E9, E14: 100�F/16V
E7, E13: 10�F/16V
E10, E11, E15, E16, E17, E18:
220�F/16V
E12: 2200�F/16V
Różne
F1: wkładka bezpiecznikowa
Rys. 4. Sposób dołączenia subwoofera. z zaciskiem typ T4/250
G1, G2, G3, G4, G5, G6:
Schemat blokowy urządzenia ciach, dając zwi�kszenie poziomu
ARK500/2
przedstawiono na rys. 1. D�wi�ki d�wi�k�w o średnich i wysokich
REL1: JQC3FC-12V/3A
o niskich cz�stotliwościach akus- cz�stotliwościach akustycznych
TR1, TR2: TM1-002
tycznych są wzmacniane we odtwarzanych w konwencjonal-
wzmacniaczu mocy i podawane nych głośnikach szerokopasmo-
na zewn�trzny głośnik niskotono- wych. W tym systemie wymagania kowego typowego radioodtwa-
wy. Natomiast d�wi�ki o średnich jakościowe dotyczące konwencjo- rzacza);
i wysokich cz�stotliwościach akus- nalnych głośnik�w szerokopasmo- WYL, WYP - wyjście lewego
tycznych są podawane na oba wych nie są dułe, gdył dotyczą i prawego kanału stereofonicz-
konwencjonalne głośniki szeroko- tylko średnich i wysokich cz�stot- nego (przeznaczone do podłą-
pasmowe, kt�re w takiej sytuacji liwości akustycznych. Nie ma czenia konwencjonalnego zesta-
spełniają rol� głośnik�w satelitar- wi�c konieczności stosowania no- wu głośnikowego);
nych subwoofera. Do sterowania wych, dułych i drogich głośni- WYGN - wyjście przeznaczone do
tych głośnik�w jest wykorzysty- k�w. Wystarczy mały zestaw głoś- podłączenia głośnika niskotono-
wany stereofoniczny wzmacniacz nikowy. wego;
mocy radioodtwarzacza. Rozwią- Symbole na rys. 1 oznaczają: FGL - filtr g�rnoprzepustowy ka-
zanie to umołliwia odtwarzanie WEL, WEP - wejście odpowiednio nału lewego;
bas�w i odciąła wzmacniacz ra- lewego i prawego kanału stereo- FGR - filtr g�rnoprzepustowy ka-
dioodtwarzacza od wzmacniania fonicznego (przeznaczone do nału prawego;
sygnał�w o niskich cz�stotliwoś- podłączenia do wyjścia głośni- SEP - transformatory separujące;
Elektronika Praktyczna 2/99
63
Samochodowy subwoofer aktywny
FD - filtr dolnoprzepustowy; nuje problemy związane z włącze- nikowych, w oparciu o sprz�gają-
WM - wzmacniacz mocy; niem zasilania subwoofera. Włą- ce kondensatory elektrolityczne.
SENSOR - czujnik sygnału na czane jest ono automatycznie Schemat urządzenia przedstawio-
wejściu; w przypadku pojawienia si� syg- no na rys. 2.
SK - sumator kanał�w; nału na wyjściu głośnikowym ra- Na rys. 3 znajduje si� widok
RP - regulator poziomu sygnału; dioodtwarzacza i wyłączane auto- rozmieszczenia element�w na
RELAY - przeka�nik włączający matycznie w przypadku braku te- płytce drukowanej, kt�rej mozaik�
zasilanie. go sygnału przez dłułszy czas. ściełek znajdziecie na wkładce.
Zastosowanie separator�w SEP Konstrukcja wzmacniacza jest
(transformatory oddzielające), od- bardzo prosta. Montowany jest na Spos�b podłączenia
dzielających galwanicznie wyjścia jednej płytce drukowanej z dołą- urządzenia
głośnikowe radioodtwarzacza od czanym zespołem gniazd wejścio- Opisany subwoofer mołna wy-
wejśĘ subwoofera eliminuje prob- wo-wyjściowych umieszczonych korzystaĘ r�wnieł jako dodatkowe
lemy związane z doprowadzeniem w obudowie z kształtownika alu- urządzenie do wzmacniania ba-
zasilania do obu urządze�, miniowego, spełniającego jedno- s�w podłączając jego wejście r�w-
w przypadku stosowania w radio- cześnie rol� radiatora. Sumator nolegle do istniejącego systemu
odtwarzaczu wzmacniaczy most- kanał�w i filtr dolnoprzepustowy głośnik�w. W�wczas uzyskuje si�
kowych. Natomiast zastosowanie są zbudowane w oparciu o wzmac- tylko dodatkowe wzmocnienie
czujnika sygnału SENSOR na wej- niacze operacyjne układu scalone- d�wi�k�w o cz�stotliwości poni-
ściu subwoofera i przeka�nika RE- go NE4558. Wzmacniacz mocy łej 250Hz.
LAY w obwodzie zasilania elimi- zbudowany jest w oparciu o układ Opisany wzmacniacz bas�w
scalony TDA2005. Natomiast czuj- mołna wykorzystaĘ takłe do bu-
nik sygnału na wejściu jest ukła- dowy własnego, kompletnego sub-
Wymagania dotyczące głośnika
dem tranzystorowym, kt�ry reagu- woofera aktywnego, montując go
niskotonowego:
jąc na sygnał wejściowy powoduje wewnątrz typowej, dost�pnej na
Impedancja 2&! lub 4&!, moc znamionowa
włączenie przeka�nika podającego rynku tuby akustycznej.
co najmniej 35W (sinus), duża średnica
zasilanie na układ wzmacniacza. Spos�b podłączenia urządzenia
membrany (co najmniej 160mm) i duża
średnica rdzenia magnetycznego (co naj- Filtry g�rnoprzepustowe są zbu- do instalacji samochodowej przed-
mniej 70mm). Zamiast głośnika można za-
dowane podobnie jak typowe stawiono na rys. 4.
stosować także tubę akustyczną.
układy zwrotnic w zestawach głoś- Aleksander Kazimierski
Elektronika Praktyczna 2/99
64