Tự làm Soundbar với DSP tích hợp: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Xây dựng một soundbar trông hiện đại từ ván ép kerf uốn cong dày 1/2 . Soundbar có 2 kênh (âm thanh nổi), 2 bộ khuếch đại, 2 loa tweeter, 2 loa trầm và 4 bộ tản nhiệt thụ động để giúp tăng tần số thấp trong tủ nhỏ này. Một trong số bộ khuếch đại có Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) có thể lập trình được tích hợp sẵn mà tôi sử dụng để tạo bộ giao nhau 2 chiều, EQ tùy chỉnh và thêm tăng âm trầm động. Bộ khuếch đại DSP sử dụng bộ xử lý ADAU1701 có thể định cấu hình bằng Thiết bị tương tự SigmaStudio (phần mềm miễn phí Cần có một lập trình viên USBi riêng để tải xuống chương trình SigmaStudio trên bộ xử lý.

Danh sách các bộ phận chính:

• Woofers (x2): Dayton Audio ND91-4
• Tweeters (x2): Dayton Audio ND20FB-4
• Bộ tản nhiệt thụ động (x4): Dayton Audio ND90-PR
• Bộ khuếch đại 1 (cho loa tweeter): Dayton Audio Kab-215
• Bộ khuếch đại 2 (cho loa trầm): Sure Electronics Jab3-250
• Bao vây: ván ép dày 1/2 "(Home Depot)
• Vách ngăn phía trước: MDF dày 1/2 "(Home Depot)

Bước 1: Kerf Uốn Bao vây

Tôi muốn có một thùng loa độc đáo trông không "hình hộp" vì vậy tôi quyết định sử dụng kỹ thuật uốn kerf để có được một cạnh nhẵn liền mạch xung quanh thùng loa. Tôi đã thực hiện một số (9 lần mỗi lần uốn cong) những vết cắt không xuyên qua mỏng mà kết thúc cách bề mặt của tấm ván ép khoảng ~ 2mm. Điều này tạo ra một cạnh tròn với bán kính uốn cong khoảng 1 ". Việc loại bỏ vật liệu khỏi một mặt của gỗ, cho phép dễ dàng uốn cong ván ép. Tuy nhiên, phải cẩn thận vì phần uốn cong này khá dễ gãy. Việc uốn Kerf yêu cầu phải biết độ dày (kerf) của lưỡi dao của bạn, độ dày của vật liệu và bán kính mong muốn. Khi biết các thông số này, bạn có thể tính toán lượng vật liệu được lấy ra (số lần cắt), chiều dài vòng cung bên ngoài và bên trong (khoảng cách cắt). Để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn, máy tính uốn kerf tồn tại nhưng chúng có giới hạn thận trọng về bán kính uốn cong. Bạn có thể tìm thấy một ví dụ tại đây:

Bước 2: Dán lại với nhau

Tôi đã tạo hỗn hợp ~ 1: 1 bụi cưa và keo dán gỗ và sử dụng nó để lấp đầy các vết cắt ở mỗi khúc cua. Tôi đã thử bôi hỗn hợp keo một cách rộng rãi vì những chỗ uốn cong này không còn nhiều vật liệu và chỗ uốn cong rất dễ gãy. Tuy nhiên, khi hỗn hợp keo khô đi, phần uốn cong sẽ khá mạnh (ít nhất là đủ mạnh đối với một chiếc loa). Tôi cũng tạo một khớp nối nửa vòng được sử dụng để nối phần trên cùng với phần dưới cùng. Về mặt lý thuyết, bạn có thể có một mảnh liền mạch dài và dài gần 90 và khó xử lý. Vì không nhìn thấy được phần đáy nên tôi đã chọn tách vỏ máy thành hai mảnh và có các khớp nối ở phía dưới.

Bước 3: Làm Vách ngăn phía trước bằng gỗ MDF

Tôi đã sử dụng một bộ định tuyến chìm và đồ gá cắt vòng tròn để khoét các lỗ cho mỗi loa trầm và bộ tản nhiệt thụ động. Tôi đã sử dụng một mũi khoan lớn và mũi khoan cho các lỗ loa tweeter. Tôi cũng sử dụng một chút bo tròn để làm phẳng các cạnh của mỗi lỗ cũng như mép ngoài của vách ngăn. Tôi gắn các loa tweeter càng xa nhau càng tốt để có hình ảnh tốt hơn nhưng tôi không chắc điều này có tác động như thế nào.

Bước 4: Gắn loa và bọc vải

Để hoàn thành vách ngăn, tôi đã gắn lại tất cả các loa trầm, bộ tản nhiệt thụ động và loa tweeter bằng vít gỗ 1/2 . Các trình điều khiển đi kèm với các miếng đệm xốp (được vận chuyển lỏng lẻo) tạo ra một miếng đệm đẹp khi lắp phía sau. Tôi cũng sử dụng lỗ hoa văn trên mỗi miếng đệm để khoan các lỗ vít thí điểm của tôi - loại bỏ sự phỏng đoán. Tôi đã phủ vải phía trước vách ngăn (đính kèm kim ghim) và sử dụng một dải xốp có keo dính để tạo ra một miếng đệm giữa vách ngăn phía trước và vỏ máy.

Bước 5: Vách ngăn sau + Điện tử

Vách ngăn phía sau có một cạnh gấp nếp được sử dụng để tạo ra một miếng đệm kín khí phẳng với vỏ bọc. Tôi đã sử dụng một miếng vát mép và một bảng bộ định tuyến để tạo mép vát 45 độ và sử dụng cùng một dải bọt để tạo con dấu. Các thiết bị điện tử (2 bộ khuếch đại, giắc cắm đầu vào nguồn DC, giắc cắm đầu vào âm thanh nổi và 2 đèn LED) đều được gắn ở vách ngăn phía sau. Các thiết bị điện tử được gắn trong một khoang kín ở giữa vỏ ngăn cách các kênh trái / phải.

Bước 6: Lập trình / điều chỉnh DSP

Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các soundbars tiêu dùng hiện đại. Ưu điểm lớn nhất của chúng là chúng chấp nhận đầu vào kỹ thuật số và có thể được sử dụng cho âm thanh vòm đa kênh. Đối với dự án này, tôi đã sử dụng các đầu vào tương tự vì chúng dễ thiết kế hơn. Bộ khuếch đại Sure Electronics Jab3-250 được trang bị bộ xử lý ADAU1701 có 2 ADC đầu vào (bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số) và 4 DAC đầu ra (bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự). Tôi đã sử dụng hai DAC đầu ra để cấp cho mỗi loa tweeter và hai DAC để cấp cho mỗi loa trầm. Hình ảnh chương trình đồ họa SigmaStudio của tôi được đính kèm và một số khối quan trọng được sử dụng được mô tả bên dưới:

Điều chỉnh mức đầu vào: dùng để giảm âm lượng đầu vào cho từng kênh. Tôi thấy rằng đây là một bước quan trọng cần thiết để tính năng Dynamic Bass Boost hoạt động (mô tả ở phần sau).

Tham số EQ: Tôi đã sử dụng một ứng dụng điện thoại có tên "Advanced Spectrum Analyzer" để ghi lại tần số quét (20Hz - 20kHz) và đo gần đúng tần số đáp ứng của loa mà không cần cân bằng. Đây không phải là cách tiếp cận chính xác nhất, tuy nhiên, nó nhanh chóng và nó mang lại cho tôi một điểm khởi đầu tốt mà không cần đầu tư vào các công cụ chính xác hơn như micrô đo lường và soundcard cho máy tính xách tay của tôi. Tôi dự định thực hiện các phép đo tốt hơn trong tương lai và sử dụng phần mềm bổ sung như Room EQ Wizard (https://www.roomeqwizard.com) để giúp tôi tính toán EQ phù hợp. Hiện tại, tôi đã tạo EQ tham số tùy chỉnh giúp giảm âm lượng từ 500hz đến 4000hz. Tai tôi cảm nhận dải tần này to hơn phần còn lại. Người nói nghe tốt hơn (với tôi) với âm lượng trong phạm vi này giảm xuống. Các đường cong đáp ứng tần số trước và sau được đính kèm. Đây không phải là phép đo thực sự về phản ứng của người nói và rất có thể rất không chính xác nhưng tôi đã chọn đưa chúng vào để có thể làm nổi bật mức độ hiệu quả của DSP trong việc thay đổi âm thanh. Trong các biểu đồ đính kèm, đường màu cam biểu thị phản hồi đỉnh được ghi lại và đường màu trắng biểu thị mức thời gian thực (có thể bỏ qua).

Bộ lọc chéo: Tôi đã sử dụng bộ lọc Linkwitz-Riley bậc 4 được đặt ở 3, 000 Hz cho bộ lọc thông thấp trên loa trầm và bộ lọc thông cao trên loa tweeter. Một trong những lợi ích to lớn của DSP là nó có thể tạo ra các bộ lọc phức tạp như thế này một cách dễ dàng. Việc tạo ra một bộ phân tần Linkwitz-Riley thứ 4 thụ động sẽ yêu cầu các thành phần bổ sung có thể dễ dàng làm tăng chi phí của DSP ($ 35).

Dynamic Bass Boost: Khối Dynamic Bass Boost cung cấp khả năng tăng cường thay đổi theo mức tín hiệu đầu vào: mức thấp hơn yêu cầu và nhận, nhiều âm trầm hơn mức cao hơn. Sử dụng bộ lọc-Q có thể thay đổi, khối này sẽ tự động điều chỉnh lượng tăng. Mức đầu vào phải được giảm để thúc đẩy hoạt động. Điều này có nghĩa là loa không còn to nữa, tuy nhiên tôi tin rằng sự đánh đổi là xứng đáng. Ở mức 50W / kênh, có rất nhiều công suất.

Đây là dự án đầu tiên của tôi với DSP và SigmaStudio và tôi vẫn đang học hỏi. Tôi sẽ tiếp tục cập nhật Bản hướng dẫn này khi tôi tinh chỉnh âm thanh. Tôi hy vọng bạn thích bản dựng!