DIY Soundbar s vestavěným DSP: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Vybudování moderně vypadajícího soundbaru z 1/2 silné překližky ohýbané spirálou. Soundbar má 2 kanály (stereo), 2 zesilovače, 2 výškové reproduktory, 2 basové reproduktory a 4 pasivní zářiče, které pomáhají zvýšit nízké frekvence v této malé skříni. zesilovače mají vestavěný programovatelný digitální signální procesor (DSP), který používám k vytváření 2-pásmových crossoverů, vlastních ekvalizérů a přidávání dynamických basů. DSP zesilovač používá procesor ADAU1701, který lze konfigurovat pomocí Analog Devices SigmaStudio (bezplatný software)). Ke stažení programu SigmaStudio do procesoru je zapotřebí samostatný programátor USBi. Sure nabízí za 20 dolarů ne tak hvězdný, jinak lze použít dražší verzi od Analog Devices.

Hlavní seznam dílů:

• Basové reproduktory (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweetery (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Pasivní radiátory (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Zesilovač 1 (napájení výškových reproduktorů): Dayton Audio Kab-215
• Zesilovač 2 (napájecí basové reproduktory): Sure Electronics Jab3-250
• Kryt: 1/2 "silná překližka (Home Depot)
• Přední ozvučnice: 1/2 "tlustá MDF (Home Depot)

Krok 1: Ohyb ohýbání skříně

Chtěl jsem jedinečný kryt, který nevypadal „hranatě“, a tak jsem se rozhodl použít techniku ohýbání spár, abych dosáhl bezproblémové hladké hrany kolem celého krytu. Udělal jsem několik (9 za ohyb) neprostupných řezů s tenkou spárou, které končí přibližně ~ 2 mm od povrchu překližkového plechu. To poskytlo zaoblenou hranu s poloměrem ohybu přibližně 1 . Odstranění materiálu z jedné plochy dřeva umožňuje snadné ohnutí překližky. Je však třeba dávat pozor, protože tento ohyb je velmi křehký. Ohyb řezné hrany vyžaduje znalost tloušťky (řezu) vaší čepele, tloušťky materiálu a požadovaného poloměru. Díky znalosti těchto parametrů můžete vypočítat množství odebraného materiálu (počet řezů), délky vnějšího a vnitřního oblouku (rozteč řezů). Aby to bylo jednodušší Kalkulačky ohýbání jádra existují, ale mají konzervativní limit na poloměr ohybu. Jeden příklad najdete zde:

Krok 2: Lepení dohromady

Vytvořil jsem směs ~ 1: 1 pilin a lepidla na dřevo a použil ji k vyplnění řezů v každém ohybu. Zkoušel jsem velkoryse nanášet směs lepidla, protože v těchto ohybech nezbylo mnoho materiálu a ohyb je křehký. Jakmile však směs lepidla zaschne, je ohyb poměrně silný (alespoň dostatečně silný pro reproduktor). Vytvořil jsem také půlkruhový spoj, který slouží ke spojení horního dílu se dnem. Teoreticky byste mohli mít jeden dlouhý bezešvý kus, který by byl téměř 90 dlouhý a těžko se s ním manipulovalo. Protože dno není vidět, rozhodl jsem se rozdělit skříň na dvě části a spoje mít na dně.

Krok 3: Výroba přední ozvučnice z MDF

Pro vyříznutí otvorů pro každý basový reproduktor a pasivní zářič jsem použil ponorný router a kruhový řezací přípravek. Na otvory pro výškové reproduktory jsem použil velký forstnerový vrták a vrtací lis. Také jsem použil zaoblovací bit k vyhlazení okrajů každého otvoru a vnějšího okraje ozvučnice. Pro lepší zobrazení jsem namontoval výškové reproduktory co nejdále od sebe, ale nejsem si jistý, jaký to má dopad.

Krok 4: Montáž reproduktorů a látkové fólie

Abych dokončil ozvučnici, namontoval jsem zpět všechny basové reproduktory, pasivní zářiče a výškové reproduktory pomocí šroubů do dřeva 1/2 . Ovladače byly dodávány s pěnovými těsněními (dodávány volně), což při zadní montáži vytvořilo pěkné těsnění. Také jsem použil otvor na každé těsnění vyvrtejte otvory pro pilotní šroub - eliminuji hádání. Přední stranu ozvučnice jsem zakryl tkaninou (připevněnou sponkami) a pomocí lepicí podložené pěnové pásky vytvořil těsnění mezi přední přepážkou a skříní.

Krok 5: Zadní ozvučnice + elektronika

Zadní přepážka má zkosený okraj, který slouží k vytvoření zapuštěného vzduchotěsného těsnění s krytem. K vytvoření zkosení 45 stupňů jsem použil zkosení a frézovací stůl a pro vytvoření těsnění jsem použil stejný pěnový proužek. Elektronika (2 zesilovače, vstupní konektor stejnosměrného napájení, stereofonní vstupní konektor a 2 diody LED) je umístěna v zadní ozvučnici. Elektronika je namontována v utěsněné dutině ve středu skříně, která odděluje levý/pravý kanál.

Krok 6: Programování/ladění DSP

Digitální signálové procesory (DSP) jsou široce používány ve většině moderních spotřebitelských soundbarů. Jejich největší výhodou je, že přijímají digitální vstup a mohou být použity pro vícekanálový prostorový zvuk. Pro tento projekt jsem použil analogové vstupy, protože se snadněji navrhují. Zesilovač Sure Electronics Jab3-250 je vybaven procesorem ADAU1701, který má 2 vstupní ADC (převodníky analogového signálu na digitální) a 4 výstupní DAC (převodníky digitálního signálu na analogový). K napájení každého výškového reproduktoru jsem použil dva výstupní DAC a ke každému wooferu dva DAC. V příloze je obrázek mého grafického programu SigmaStudio a některé použité důležité bloky jsou popsány níže:

Úprava vstupní úrovně: slouží ke snížení vstupní hlasitosti pro každý kanál. Zjistil jsem, že toto je zásadní krok, který je nezbytný pro fungování funkce Dynamic Bass Boost (popsáno dále).

Parametrický EQ: Použil jsem aplikaci pro telefon s názvem „Advanced Spectrum Analyzer“pro záznam rozmítání frekvence (20 Hz - 20 kHz) a pro hrubé měření frekvenční odezvy reproduktoru bez jakéhokoli vyrovnávání. Toto není nejpřesnější přístup, je však rychlý a dává mi dobrý výchozí bod, aniž bych investoval do přesnějších nástrojů, jako je měřicí mikrofon a zvuková karta pro můj notebook. Plánuji v budoucnu provést lepší měření a použít další software, jako je Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com), který mi pomůže vypočítat správné EQ. Prozatím jsem vytvořil vlastní parametrický EQ, který snižuje hlasitost mezi 500 Hz a 4000 Hz. Moje uši vnímaly tento frekvenční rozsah hlasitěji než ostatní. Reproduktor zněl lépe (pro mě) se sníženou hlasitostí v tomto rozsahu. Jsou připojeny křivky před a po frekvenční odezvě. Nejedná se o skutečné měření odezvy mluvčího a pravděpodobně velmi nepřesné, ale rozhodl jsem se je zahrnout, abych mohl zdůraznit, jak účinný je DSP při změně zvuku. V připojených grafech oranžová čára představuje zaznamenanou špičkovou odezvu a bílá čára představuje úroveň v reálném čase (kterou lze ignorovat).

Crossover: Použil jsem filtr Linkwitz-Riley 4. řádu nastavený na 3 000 Hz pro nízkoprůchodový filtr na basových a výškových filtrech na výškových reproduktorech. Jednou z obrovských výhod DSP je, že může snadno vytvářet takové složité filtry. Realizace pasivního crossoveru Linkwitz-Riley 4. řádu by vyžadovala další komponenty, které by mohly snadno zvýšit náklady na DSP (35 $).

Dynamic Bass Boost: Blok Dynamic Bass Boost poskytuje zesílení, které se liší podle úrovně vstupního signálu: nižší úrovně vyžadují a přijímají více basů než vyšší úrovně. Pomocí filtru s proměnnou Q tento blok dynamicky upravuje množství boostu. Aby funkce boost fungovala, musí být snížena vstupní úroveň. To znamená, že reproduktor už není tak hlasitý, ale věřím, že kompromis stojí za to. Při 50 W / kanál je dostatek výkonu.

Toto je můj první projekt s DSP a SigmaStudio a stále se učím. Budu pokračovat v aktualizaci tohoto Instructable, jak budu dolaďovat zvuk. Doufám, že se vám stavba líbila!