Как самому сделать наушники
Перейти к содержимому

Как самому сделать наушники

  • автор:

Как самостоятельно сделать наушники

Наушники – это одно из самых популярных устройств в современном мире. Как и любой прибор, они обладают неприятной склонностью к поломкам в самый неподходящий момент. Расстроенный владелец сразу же отправляется в магазин для покупки новой гарнитуры взамен утраченной и даже не задумывается о том, как сделать наушники своими руками. Хотя эта процедура не так сложна, как кажется на первый взгляд.

Этапы изготовления

  • соединение со штекером;

Кабель со штекером

  • обработка кабеля;

Обработка кабеля

  • сборка динамиков;

Динамик

  • упаковка деталей в корпус.

Все элементы придется покупать в специализированном магазине или отделять от вышедших из строя гарнитур. Корпус также придется искать отдельно или изготавливать самому. Есть несколько оригинальных рецептов, как в домашних условиях отлить его из пластмассы. Процесс это долгий и кропотливый, но, если привыкли мастерить что-то самостоятельно никто не запрещает поэкспериментировать.

Сборка новых наушников из частей предыдущих не потребует от вас специфических знаний о технике, главное запастись инструментом. Для работы вам потребуются:

  • специальные кусачки, канцелярский нож или острое лезвие;
  • паяльник, немного припоя, канифоль;
  • изолента.

Необходимые компоненты устройства

Перед тем, как начать процедуру, будет полезно немного разобраться в устройстве наушников. Стандартная комплектация включает в себя такие необходимые элементы.

Штекер

Это деталь, более известная под названием minijack, диаметром три с половиной миллиметра, предназначенная для соединения наушников с основным устройством. Специалисты называют его разъемом TRS из-за трех контактов, которые легко можно обнаружить на поверхности. Эти контакты принимают сигналы от линейного выхода на музыкальном устройстве или мобильном телефоне. В зависимости от фирмы-производителя их может быть;

  • два – это количество характерно для монофонических наушников;
  • три – у стереофонических устройств;
  • четыре – такую конфигурацию используют при изготовлении гарнитур.

На эту деталь стоит обратить особенно пристальное внимание, поскольку от этого будет зависеть работоспособность будущего изделия.

Штекер мини-джек

Кабель или основной провод

Провод

Он может быть выполнен в виде круглого шнура или плоской черной ленты. Производители изготавливают двойные и одинарные шнуры — это зависит от того, к одному динамику они подключаются или к обоим. Под слоем изоляционного материала и защитного лака размещаются медные жилы – левый канал, правый канал и заземляющий проводок. Как правило, провода маркируют разными цветами — это позволяет не путаться в них при производстве, или, как в нашем случае, при ремонте.

Динамики

Это основной элемент любых наушников, от которого зависит воспроизведение и качество звука. Звуковой излучатель может принадлежать к любому классу – широкого спектра, низкочастотный или наоборот, ориентированный на высокую частоту воспроизведения, купольный или простой. Однако чаще всего в наушниках используют стандартный динамик простейшего типа. Он не может похвастаться высокой мощностью или чувствительностью, но зато обладает надежностью и непритязательностью к условиям.

Купить динамик отдельно довольно трудно, собрать без специальных инструментов еще сложнее, не создавайте для себя излишних трудностей и попросту отрежьте необходимые элементы от старых наушников.

Постарайтесь ровно перекусить провод, не допуская расщепления медной жилы.

Наушник

Таким образом, устройство наушников довольно простое. Разобрать вышедший из строя прибор и использовать его детали для сборки нового не будет сложной задачей. Но перед тем, как начать процедуру, необходимо выяснить, по какой причине вышло из строя старое устройство.

Проверка деталей

Поломка в наушниках может произойти по разным причинам. Первое, что нужно сделать перед разборкой на запчасти — это убедиться в их неработоспособности. Нередки случаи, когда проблема скрывалась именно в основном устройстве, но владелец, не разобравшись в ситуации, выбрасывал вполне исправные наушники.

Если вы уверены, что причина именно в них, то перед тем, как собирать новые наушники, определитесь, какие детали можно пускать в дело. Типичные проблемы подобных устройств заключаются в неисправных контактах штекера, лопнувшем проводе или неисправностях излучателей звука. Как сделать наушники в таком случае? Собрать рабочие детали от трех разных пар.

Мультиметр

Разборка

Разобрать старые наушники своими руками довольно легко, главное, подобрать правильный инструмент. Смело разрезайте старые наушники на детали, аккуратно отделяя их друг от друга острым ножом. Не забывайте оставлять небольшой хвостик провода для последующей спайки. Для штекера будет достаточно трех сантиметров кабеля, такой же длины будет достаточно динамикам.

Провод со штекером

Если не удалось разыскать исправный штекер, придется немного повозиться. Возьмите любую подходящую деталь и полностью очистите ее от резиновых накладок. После этого зачистите поверхность от старых контактов. Для нового кабеля можно использовать отрезки разной длины, соединить их между собой при помощи паяльника — дело пяти минут.

Способы накруток

Сборка новых наушников

На первом этапе нужно разобраться со штекером. Присоединить его к кабелю можно двумя способами:

  • полностью исправную деталь просто припаивают к шнуру;
  • неисправную деталь придется полностью зачищать и заново крепить все контакты.

Рассмотрим вторую ситуацию подробнее. Основная конструкция штекера не подвержена поломкам, там попросту нечему ломаться. Однако контакты, которые осуществляют передачу сигналов, легко могут выйти из строя, и тогда их приходится заменять.

В зависимости от класса, металлическое основание детали может иметь разное количество проводков. Стереофонические наушники имеют три – два передающих для левого и правого динамика и заземляющий провод. Заземление обычно имеет самый длинный провод, закрепляющийся на длинной, отходящей от основания части штекера.

Соединение штекера и провода

Зачистите основной кабель и отыщите необходимые провода. Соедините их с контактами, последовательность здесь не имеет значения. Главное помните, что жилы должны быть изолированы друг от друга.

Наращивание кабеля

Эта операция не требует подробных объяснений, так как проводится по наитию. Возьмите отрезки провода и скрутите их между собой. Место скрутки закрепите при помощи паяльника и необходимого количества припоя. В конце процедуры обмотайте провода термоусадочной лентой.

Наращивание провода

Установка излучателей звука

Теперь позаботимся о самой важной детали наушников, а именно, о динамиках. Разберите корпус выбранных вами деталей и отыщите контакты, подобные тем, что уже были задействованы на штекере. К первому присоедините передающий провод, ко второму подведите заземление. После этого нанесите припой на контакты и тщательно заизолируйте проводки. Соберите корпус в обратной последовательности.

Динамик с проводами

Как сделать USB — наушники

Сейчас становится популярен новый вид наушников, который, тем не менее, также часто приходит в негодность. Как сделать usb-наушники своими руками, если у них сломался разъем? Все очень просто. Для начала удалите испорченную деталь при помощи кусачек или острого ножа. Затем возьмите исправный разъем и аккуратно припаяйте его к основному кабелю.

Припайка usb-разъема

Помните о том, что, как и при работе со штекером, нужно уделить внимание контактам и не переборщить с канифолью. В остальном usb-наушники ничем не отличаются от обычных, и процесс сборки не имеет принципиальных отличий.

Как можно сделать наушники с микрофоном? Просто на финальном этапе припаяйте к кабелю контакты микрофона, и у вас получится полноценная гарнитура.

DIY наушники. Как, а главное, зачем

Хочу поделиться своим опытом прослушивания наушников и акустических систем, предложить рекомендации по улучшению опыта прослушивания и рассказать о том, как я пришел к самодельным наушникам и почему советую всем (исходники прилагаются). Для постройки выбрана ленточная технология излучателей и описано, почему она предпочтительнее магнитопланарной.

Введение

Рынок персонального аудио на сегодняшний день широк как никогда. Так или иначе, цифровой контент в период пандемии разлетается быстрее горячих пирожков. А удобнее часто потреблять его через наушники.

Какие же технологии создания излучателей для наушников существуют.

  • Динамические излучатели. Сюда же рубаноид, как вариация на тему. На данный момент мейнстрим и вы, скорее всего, сидите в них.
  • Магнитопланарные излучатели. А также изо-, орто- и прочее. Предупреждая споры я использовал это понятие для всего, где есть магнитная система и плоская катушка, соответствующая этой магнитной системе. Как вариация на тему т. н. излучатель Хейла, называемый ещё АМТ, там мембрана просто сложена особым образом.
  • Катушки с уравновешенным якорем, или, по-простому, арматуры. Часто появляются во внутриушных наушниках.
  • Излучатели на пьезоэффекте. Редкие внутриушные модели в виде высокочастотного элемента.
  • Электростатические излучатели. Крайне редкие наушники за немалые деньги, иногда колонки.
  • Ленточные излучатели. Только одна серийная модель наушников и бесконечное множество ВЧ элементов для стационарных акустических систем.
  • Прочие диковины, типа электродугового излучателя. Оставим на совести экспериментаторов.

Стоит практически эти все технологии умножить на количество всех возможных форм-факторов (закрытые, открытые, внутриканальные и вариации) и количество актуальных моделей покоряет совершенно неведомые высоты.

Можно попробовать заткнуть проблему выбора горой денег. Однако даже в таком случае совершенно не гарантировано высокие потребительские качества, в т.ч. и звука. По одной единственной причине. При обращении к научной литературе, например, к Психоакустике Алдошиной И.А. и ряду статей, выплывет отсутствие единого стандарта определения качества восприятия звуковых систем. На данный момент вся оценка качества звука производится по косвенным параметрам и экспертным методом, чему в указанном источнике уделено существенное внимание. Второй пункт здесь значит значимую субъективность в экспертной оценке, так как, кроме всего прочего, значительно зависит не только от умений и тренировки эксперта, но и от его физического и психологического состояния. Разумеется, поверке это не подлежит и на выходе может быть всё что угодно.

Описанный способ оценки таит в себе двойную лотерею. Те же наушники, чтобы попасть к вам, должны сначала понравиться эксперту, и не одному. И затем понравиться вам. А учитывая, что при производстве постоянно вносятся изменения в конструкцию без какой-либо экспертной проверки (ну решили мы сэкономить денег), то в итоге выбор превращается в подкидывание монетки, где вам надо выбить шесть, семь, восемь орлов подряд.

Реверс инжиниринг

При всём выше сказанном можно прийти к определенным выводам. Все модели на рынке не прослушать. А значит, рынок для нас в таком случае вообще не интересен ввиду глубокой бесполезности. Кажется, самое время изобрести свой велосипед!

От изучения рынка и научных трудов переходим к рассмотрению технологий. Если с динамическими излучателями все понятно, буквально каждый имел с ними дело, то остальные требуют рассмотрения, а желательно непосредственного изучения. Поэтому мной был приобретены и препарированы планарные наушники Fostex RP-50. В целом уже на них я ощутил разницу с обычными динамическими драйверами. Попытка улучшить их конструкцию также дала много информации… Оказавшейся мало полезной. По крайней мере я узнал, как с помощью куска хлопкового волокна задушить наушники в нижнем диапазоне.

В целом конструкцию RP-50 можно описать фразой «хотели как лучше, получилось как всегда». Заводская конструкция совершенно не раскрывает преимущества планарной технологии и очень высококачественной мембраны, делая всё это мертвым по прибытии.

Ко второй попытке пришлось значительно повысить внимательность при выборе и искать самые необычные варианты, в том числе обратившись к рынку самодельных наушников. Не смотря на все риски в руки попал примечательный образец таких наушников.

Образец полностью оправдал ожидания. Не смотря на четко прослеживаемую аудиофильщину, при приемлемой цене на руках у меня оказался достаточно умно спроектированный продукт. А самое главное, он дает полное представление о технологии магнитопланарных наушников.

Однако, не все оказалось так радужно. Не смотря на чистый, очень детальный звук чего-то все ещё не хватало. На это я сформулировал гипотезу о важности фазовых искажений при использовании полноразмерных наушников. Суть её в том, что на натуральность восприятия влияет наличие больших и случайных фазовых сдвигов в камере между ухом и драйвером. Человек не воспринимает саму фазу, зато разницу фаз между двумя ушами можно услышать замечательно. Попробуйте поменять на одной колонке или наушнике полярность. Так что требуется использовать как можно более компактное исполнение, чтобы минимизировать количество воздуха, в котором могут происходить все эти процессы, думал я. В итоге начал творить.

Самодельные магнитопланарные наушники

Расстояние между дорожками около 0.3 мм

Для опровержения или подтверждения этой гипотезы я занялся созданием своих магнитопланарных драйверов и корпусов для него. Сейчас, с высоты опыта, стало понятно, что количество усилий непропорционально результату. Мне удалось разработать технологию с достаточно хорошей повторяемостью и высокой точностью, почти без фазовых и иных искажений, но я не вырвался из ограничений технологии и все ещё не получил желаемого результата по звуку. К тому же прослушав заводские образцы от Audeze, уверенность в малом смысле продолжения работы в планарной технологии окрепла окончательно. Стало ясно, что ощущений живой музыки сложновато будет добиться на таких рельсах. С высоты опыта сейчас я могу выдвинуть гипотезу, почему же так получилось с планарной технологией. Но об этом чуть позже. Самодельные магнитопланары получились не лучше и не хуже, чем остальные подобные наушники. Даже оригинальный форм-фактор не помог. Что же в итоге? Подняться на уровень выше и посмотреть, где ошибочные выводы могли появиться там. Гипотеза о важности фазовых искажений не подтвердилась. Этот проект был заброшен.

Как оказалось, у такого подхода мало перспектив.

Логичнее всего мне показалось обратиться к «источнику» проблемы — звукорежиссерам. Как же создается контент, как он хранится и воспроизводится. Сразу скажу, что я не беру в расчет специальные бинауральные записи, произведенные в других условиях, но такие ещё надо попробовать найти.

Как воспроизводится музыка

Суть в том, что сведение в первую очередь производится на студийных мониторах — колонках. Таким образом, расположение инструментов на виртуальной сцене регулируется лишь их громкостью по каналам. На схеме, что в случае с правильно расположенными колонками этого достаточно.

Со всеми стационарными АС такой подход работает прекрасно. Расположение инструментов выставляется благодаря разности громкости между ушами, частичным взаимным проникновением каналов из левого в правый и наоборот, а также разницей фаз между левым и правым ухом при этом взаимном проникновении каналов. Но только в случае именно такой правильной установки источников звука.

Что же будет, если подать ту же самую запись в наушники? Если раньше инструменты расставлялись на линии между колонками, то если колонки перенести прямо к ушам, линия окажется внутри головы. Там и оказывается вся композиция в большинстве случаев.

С этим поможет бороться цифровая обработка звука. На Хабре уже написана статья, так что сильно углубляться не буду. Стоит ещё раз отметить, что применять такого рода обработку надо для записей, сведённых под колонки. Специальные бинауральные записи не нуждаются в этом.

Что же по итогу. Даже с таким эффектом в звучании магнитопланаров чего-то не хватало. И тут после глубоких раздумий сформировалась вторая гипотеза.

Выводы из полученного опыта

При получении этих идей я пользовался методом от обратного, выявляя факторы, которые однозначно негативно влияют на звуковоспроизведение.

  • Ровный график АЧХ для сохранения тонального баланса

На самом деле при хороших показателях следующих параметров этот также неплох.

  • Ровный график (важно — без резких пиков) гармонических искажений

При этом добиваться сверхнизких искажений (меньше 0.1%) практического смысла имеет не очень много. Другое дело, что, как правило, при снижении искажений улучшаются и другие параметры.

  • Высокий динамический диапазон на всех частотах даже вне слышимого спектра в обе стороны.

Излучатель должен преодолеть внутренние силы трения покоя, чтобы отклониться от положения равновесия. Таким образом существует предел необходимого усилия для преодоления трения покоя между слоями материала. Этот параметр по сути определяет минимальную границу динамического диапазона. Обуславливается материалами и тем, как они соединены между собой.

Беря для примера магнитопланарные излучатели, можно сразу зафиксировать один факт — они многослойные. Это, как правило, слой ПЭТ пленки или его аналогов, опционально клеевой слой и слой металлического проводника. Правильно сделанная мембрана должна обязательно гофрироваться для того, чтобы её ход был свободнее. Однако, как по мне, в таком бутерброде есть одна проблема — в среде соприкосновения металла и полимерной пленки образуется резкое скачкообразное изменение механических параметров, которые при колебаниях неизбежно смещаются относительно друг друга, приводя к потерям энергии. Но это ещё пол беды.

При достаточно малой толщине слоев можно добиться минимизации этих потерь. Более крупная проблема заключена в ограниченном ходе этой самой мембраны ввиду её сильного натяжения. Это натяжение необходимо для сохранения механической прочности конструкции, чтобы та не провисала и не цепляла магнитную систему. Кроме того, слабо или криво натянутая мембрана повышает интермодуляционные искажения. В итоге, суммируя наличие натяжения и потери на трении, получаем на выходе не самый высокий динамический диапазон. Гораздо шире, чем у динамических драйверов, но всё ещё сильно узкий.

Ленточные излучатели

Так я плавно подвожу к самой, на мой взгляд, перспективной технологии в плане динамического диапазона. Ленточные драйвера. В обычной жизни их можно заметить в некоторых стационарных АС в виде твиттеров (высокочастотных излучателей).

В наушниках ленточный тип излучателя практически не используется. По крайней мере из всех серийных заводских моделей существует только один их представитель — Raal SR1A, и тот стоит неприлично дорого, к тому же официально на территории СНГ не распространяется.

Ленточный драйвер прост, как угол дома, даже ещё проще. Самая простая версия излучателя — два магнита, кусок гофрированной фольги, всё. С точки зрения акустики это самый идеальный вариант — чем меньше деталей и соединений, тем лучше. По ходу движения ленты нет никаких препятствий, разве что стоит какая-то защитная сетка. В более продвинутом исполнении можно добавить магнитопровод по контуру для усиления магнитного поля в рабочей области.

Самое главное — динамический диапазон на голову лучше, чем где бы то ни было. Ход ленты может быть какой угодно, смотря как ленту устанавливать. Но также и с высокими частотами, в стационарных АС такой излучатель используется как раз в ВЧ звене, работает он там просто замечательно. Это возможно благодаря изотропии самой ленты. Нет никакого межслойного взаимодействия, клея и т.п. Таким образом сила трения покоя ограничивается лишь силой трения покоя однородного металла. В слое алюминия 15 микрон эти силы крайне малы. Просто за счет отсутствия лишних слоев в виде пленок и клея этот излучатель по-умолчанию лучше, чем магнитопланарный.

Естественно, есть нюансы. Лента в таком излучателе должна быть гофрирована. За счет упругости металла, формованного в виде волны (а такая форма нужна, чтобы ленту не скручивало в трубочку), лента и имеет столь большую амплитуду колебаний. Поэтому приходится делать ленту, которая в излучателе отклоняясь до полного распрямления не выходит за пределы своего предела упругости, чтобы избежать пластичных деформаций. А подстраховка от деформации — небольшой зазор между лентой и магнитами для стравливания лишнего давления. В таком случае прочность ленты практически сравнится с прочностью мембраны магнитоплараных наушников. Может быть даже слегка её превзойдет, по крайней мере опыт показывает, что планарная мембрана рвется именно там, где нет ни клея ни металла, по пленке. Например, смерть мембран наушников довольно известного бренда Audeze довольно частый случай и на многих форумах зафиксированы возмущения огорченных владельцев. Стоит дополнить, что речь всё время идет об полностью открытом исполнении наушников, как о самом выгодном с акустической точки зрения. К сожалению, с закрытыми моделями всё посложнее, так что как эталон качества звуковоспроизведения я рассматриваю строго модели с открытой крышкой.

Источник сигнала для ленточных наушников

У ленточных излучателей есть свои особенности при их использовании. Самая важная — электрическое сопротивление порядка сотых долей ома. Это значит, что напрямую подключать их к обычным источникам нельзя. Вернее можно, но переживет ли источник это подключение или нет — никто не гарантирует. Как правило, в усилителях на выходе есть защита от короткого замыкания в виде резистора. Если повезет, и усилитель не сгорит, звук всё равно будет очень тихим. Все выходы для наушников в подавляющем большинстве устройств имеют возможность выдавать на выход ток порядка 50 мА, в особых случаях до 100 мА. Этого мало.

Необходимо согласовать электрическую нагрузку и источник сигнала, чтобы их входное и выходное сопротивление было как можно более близким. Таким образом, нужен источник сигнала с минимальным внутренним сопротивлением. Этого можно добиться двумя способами.

Использовать трансформатор. Разумеется, для такого трансформатора выдвигаются особые требования. В идеале его сердечник должен быть из специального железа с минимальным гистерезисом, но на крайний случай подойдет и обычное железо из трансформаторов напряжения бытовых сетей. Одна обмотка должна иметь сопротивление порядка выходного сопротивления усилителя, а вторую обмотку, которая обычно в таком случае делается из литцендрата, из нескольких витков с сопротивлением пары знаков после запятой. Однако, необходимо, чтобы вторая обмотка подключалась к ленте как можно ближе, чтобы минимизировать сопротивление, так как даже метр обычного кабеля будет иметь сопротивление на два порядка выше, чем сопротивление ленты и вновь возникнет рассогласование. Таким образом, трансформатор должен находиться непосредственно у ленты, что несколько неудобно из-за большого веса наушников в таком исполнении. Кстати, ленточные наушники идеально подходят к ламповым усилителям, где как раз есть выходные трансформаторы. Правда при таком сценарии нужно использовать довольно толстый провод.

Второй вариант заключается в создании специализированного усилителя. Строго говоря, можно брать готовый мощный усилитель (хотя бы на 5-10 Вт), только использовать переходник с балластным сопротивлением. Этот резистор согласует (с выделением тепла) выход усилителя и вход наушников, таким образом усилитель работает в своем штатном режиме, а наушники получают наиболее качественный сигнал. Стоит упомянуть, что можно собрать усилитель так, что ему может и не требоваться такой резистор, но эта задача уже для профессиональных электронщиков, к коим я себя не отношу. В любом случае КПД такого решения будет очень низким. Но это того стоит, как минимум, из-за комфорта.

Я придерживаюсь второго варианта со специальным усилителем. Зачем ставить трансформатор, если можно его не ставить? К тому же даже для обычных затычек я используют отдельный усилитель, под ещё один у меня всегда найдется место. Самодельный усилитель по многопетлевой схеме из китайских не оригинальных TDA2030A и OPA2134. Об этом говорит то, что ток покоя усилителя с тремя (!) TDA2030A составляет 70 мА, судя по показаниям ЛБП , при норме по даташиту одной TDA2030A в 80 мА. Все-таки мне очень интересно, что мне подсунули под видом этих ОУ . Накинув балластное сопротивление 15 Ом мне удалось получить нужный выходной ток и получить нужный режим работы ОУ , который для моих излучателей составляет около 0.45 А на канал на максимальной громкости. На этом уровне слушать их на голове невозможно, а вот использовать как небольшие колонки — вполне. И сколько угодно тише играет тоже неплохо.

Рекомендации по сборке

При сборке ленточных наушников я использовал:

  • Слегка модифицированный Anet A6
  • Anycubic Photon S (скорее для удобства, можно обойтись без него) для печати всего, что проходит по размерам
  • Саморезы M3x8 с потайной головкой
  • Болты с потайной головкой на 20 мм и гайки М3
  • Универсальный клей
  • Фольга, нарезать на ленты размерами 80 мм на 16 мм
  • Листовое железо 2 мм
  • Разъемы и провода. В моем случае 4pin miniXLR и 6.35 TRS 3pin
  • Оголовье. Можно расковырять старые наушники, либо заказать на али. Диаметр чашки 100 мм, втулки по 5 мм с каждой стороны, итого диаметр оголовья должен быть 110 мм
  • Амбушюры диаметром 100 мм
  • Магниты 60 мм на 10 мм на 5 мм
  • Двусторонний скотч

Добиться хорошей чувствительности от лент можно использованием хороших магнитов. По опыту заказа магнитов из Китая скажу — на их мощность не стоит рассчитывать. Стоит отметить, что достаточно большие магниты делают из марки N38. Можно сделать индивидуальный заказ и на манит вплоть до самого мощного — N52, но цены при таком заказе будут очень неприятными, особенно учитывая малую серию. Есть магазины, предлагающие такую опцию. А также по отечественным магазинам несложно найти менее мощные магниты многих размеров. Только будьте аккуратны, усилие на отрыв у таких магнитов может достигать десятка килограмм, крайне не советую проверять это усилие своими конечностями, травмоопасно. Они ещё и очень хрупкие, если магнит резко ударится о другой магнит, осколки могут полететь во все стороны, и в глаза в том числе. Магазины доставляют магниты с пластиковыми проставками, так их лучше и хранить. Они не трутся друг об друга, оставляя царапины, и их легче отделять.

Сама сборка производится на клей, саморезы и болты M3 с потайной головкой. Клеить, в моем случае, пришлось разъемы проводов и заднюю сетку. Ткань куплена на али, для обтяжки колонок. Оголовье взял от старых ТДС-3, пришлось делать металлическую дугу для сборки в единую конструкцию. Из-за ошибки при разметке этой пластины получилось, что дуга проходит перед чашкой, хотя должна проходить ровно над чашкой. Это временный вариант, жду оголовья из Китая. Втулки сделаны на фотополимерном принтере из мягкой смолы, чтобы амортизировала все телодвижения. Амбушюры можно также заказать на али, там есть вполне приличные варианты из овечьей кожи, или попроще из синтетики, кому как удобнее. Всё подбирается по диаметру чашки — 100 мм. Разъемы Mini-XLR.

Лента

При формовке ленты важно всё делать аккуратно, не допускать попадание мусора на формочки. Очень легко повредить ленту. Перед формованием её лучше разровнять на гладкой поверхности без мусора с помощью сухой тряпочки, или просто пальцами.

После формовки ленты её необходимо полностью растянуть, потянув за концы ленты, до полного разглаживания. Как только вы отпустите концы, лента должна принять свой финальный облик. После этого её можно устанавливать в корпус на двусторонний скотч. Только обратите внимание, что лента должна немного провисать под собственным весом после установки, в пределах одного миллиметра.

Корпус излучателя

Для излучателя необходимо изготовить 4 пластины из железа толщиной 2 мм с хорошей магнитной проницаемостью. Две детали размером 10 мм на 64 мм и две по 10 мм на 32 мм. Это будущая рамка магнитопровода. Длинные пластины вставляются в отведенные ниши, на фото они видны с торцов. Короткие пластины нужно электрически изолировать, а затем просто примагнитить. Заодно можно поджать контакты провода, только провод сначала нужно залудить.

Монтаж короткой пластины. Лучше не сверлить, как в моем случае, а поджать длинный оголенный конец сверху. Провод нужно сделать достаточно тонким, чтобы не деформировать корпус при поджатии контакта. Я пробовал паять с флюсом Ф-64, но показало себя это решение плохо. Пайка имеет нехорошее свойство отходить, да и неудобно при установке магнитопровода, можно ненароком повредить место пайки, что-то сдвинется и его оторвет.

В остальном сборка не должна доставить каких-то проблем. Конечно, она требует некоторой ловкости и инструментов. С другой стороны, здесь нет очень сложных процедур, особенно по сравнению с изготовлением магнитопланаров, которые я из-за этого забросил.

По итогу, немного отладив конструкцию, вы получите весьма уверенное качество звука, ни в чем не уступающее очень дорогим заводским наушникам, всё это при весьма малых трудозатратах. Единственное — советую озаботиться усилением, если у вас нет усилителя хотя бы ватт на 5 с балластным резистором. Продублирую ссылку на свою схему. Подойдет практически любой колоночный усилитель, только не переборщите с мощностью.

Послесловие

Субъективно звук таких наушников однозначный мастхев. Детальность действительно ультимативная, а при правильной настройке ленты басы дают удар. Вкупе с использованием виртуального объемного звука эффект от прослушивания стоит того, чтобы заняться сборкой. Конечно, все приведенные здесь выводы требуют научного подтверждения. Меня ограничило отсутствие точных измерительных приборов. Для себя лично не вижу смысла так погружаться, свои наушники я сделал.

Необходимо разработать и собрать эффективный и качественный усилитель для прямого подключения, я пока размышляю над тем, как это можно провернуть. Возможно, стоит собрать даже свой усилитель с выходным каскадом в D классе на дискретных элементах, чтобы заставить его работать в нужных режимах больших токов и низкого напряжения. В теории это крайне эффективное решение, однако, очень сложное в разработке и сборке, и довольно дорогое.

В мечтах приобрести фотополимерный принтер, который способен печатать детали размерами 100 на 100 мм, чтобы изготовить монолитный корпус, это добавит надежности и эстетики.

Покрыть матовым лаком имеющиеся корпуса, чтобы скрыть косяки.

Поставить, наконец, новое красивое оголовье.

Необходимо как-то замерить характеристики получившихся наушников, а для этого нужно сложное и дорогое оборудование в виде измерительного стерео микрофона и качественной записывающей аппаратуры. Такого оборудования у меня нет, всё делалось «на слух», да и цена кусается.

Напоследок видео с демонстрацией работы.

UPD

Добавил видео схемы сборки

Источник, где всё расписано гораздо подробнее. Присоединяйтесь к обсуждению.

Как сделать свои наушники

В СНГ (и не только) существуют крупные сообщества энтузиастов, которые развивают тему самостоятельного изготовления электроакустической аппаратуры, в том числе и наушников. Материала в этой области накопилось невероятное количество, так что пришла пора собрать в одном месте все основные наработки и выводы. В статье раскрываются вопросы конструирования: с чего всё начинается, какие существуют технологии, рассмотрены типичные проблемы и то, как они решаются. Статья предназначена для тех, кто желает собрать свои наушники с нуля, но также будет полезна всем тем, кто просто хочет больше понимать в звуке.

С чего всё начинается

Весь рассказ нужно начать с того, каково состояние дел в психоакустике. Это наука, которая занимается исследованиями восприятия звука человеком. В неё входят: механика работы уха, принципы преобразования акустических сигналов в нервные импульсы, обработка этих сигналов мозгом и, как итог, субъективные ощущения человека. Казалось бы, есть объект исследования, есть конкретные практические задачи — выявить критерии высококачественного звучания электроакустической аппаратуры. В чем подвох?

Вот цитата из интервью доктора технических наук, профессора Ирины Аркадьевны Алдошиной. Речь в вопросе идёт об акустических системах, но сказанное в равной степени относится и к наушникам.

Почему большинство людей может вслепую определить в акустически неподготовленном помещении с плохими характеристиками, что является источником звука: настоящая скрипка или высококачественный звуковой тракт с записью скрипки? Какие параметры звукового сигнала в этом случае отличают звуки настоящего инструмента от звуков записи?

Это глобальная проблема, над которой работает современная акустика и аудиотехника уже более 30 лет, с момента появления систем Hi-Fi, которые и должны были создавать звук, неотличимый от живого. Количество параметров, по которым измеряется звуковая аппаратура, все время растет (их уже больше 40), но, по-видимому, какие-то важные для мозга критерии еще не учитываются, это требует решения глобальной проблемы расшифровки «слухового образа». В рамках общей проблемы «создания искусственного интеллекта» над ней работают многие крупнейшие университеты и институты мира.

В целом этой цитаты достаточно для оценки состояния дел во всей индустрии. Объективные параметры есть, однако как их применять — не совсем понятно. Проблема как раз в этой части «психо-». Пока нет удачных инструментов для анализа психологической стороны вопроса. Тут построен целый парфенон из когнитивных искажений, успешно маскирующий реальность.

На рынке нет объективно хорошей электроакустической аппаратуры, есть лишь субъективно оцененная экспертами. И хорошо если оценка происходила уже для серийного образца. Бывает и такое, когда оценивается только опытный образец, а серийные обходятся и без этого.

Можно очень долго выбирать себе наушники по вкусу. Однако, если предъявлять к ним серьезные, да даже и не очень, требования, то можно разочароваться. Особенно если задаться целью получить те же ощущения, что возникают при прослушивании живой музыки. К тому же с линейным ростом известных характеристик цена готовых изделий начинает расти в геометрической прогрессии, что, впрочем, характерно не только для электроакустики. Так что цена вопроса становится ощутимой.

Среднестатистический пользователь, которого не устраивают его наушники, не готовый покупать новые более качественные и дорогие, может начать искать варианты по улучшению имеющихся. Думаю, некоторые из вас задумывались над тем, чтобы заменить, например, амбушюры на наушниках на более удобные, эргономичные, и, возможно, улучшающие восприятие звука. Модификации это то, с чего начинается путь в DIY.

Мейнстрим

Основная масса умельцев сфокусирована на магнитопланарной технологии. По совокупности характеристик на данный момент это наиболее интересная технология как по потребительским качествам, так и по технологичности их изготовления. Проще всего начать именно с экспериментов над такими наушниками.

Вся суть такой технологии — наличие плоской катушки проводника, нанесенной на пленку внутри системы постоянных магнитов. Магнитное поле сконфигурировано таким образом, чтобы на катушку при прохождении по ней сигнала действовала сила Ампера, которая переносится на всю пленку. За счет этого система совершает работу по созданию звуковых колебаний.

Здесь стоит остановиться на очень примечательном моменте — специфике советской электроакустики. В СССР существовало производство множества примечательных образцов аппаратуры, которая до сих пор ценится коллекционерами. Нас здесь интересует пример ТДС-5 — первых советских магнитопланарных наушников. Это реплика японских Yamaha YH-1. На то время магнитопланарную технологию можно назвать передовой, так как она обеспечивает гораздо более высококачественное воспроизведение относительно классических динамиков или преобразователей со сбалансированным якорем, т.н. арматур. И всё это при одинаковых с динамиками требованиях к уровню мощности сигнала.

Мембрана ТДС-5

До сих пор можно найти ТДС-5, ТДС-7 и прочие модели семейства на барахолках. Старшее поколение, которое знает про существование этих образцов, как раз и составляет костяк тех, кто занимается реанимацией этих наушников. Дело доходит до того, что остаются мембрана и магниты, всё остальное полностью идет под замену.

Но есть и другие варианты. На Западе, а также среди более молодого поколения на территории СНГ, нет такой большой популярности советского Hi-Fi, так что самостоятельные попытки модификации происходят в несколько другом направлении.

В первую очередь хочется отметить изделия от японского бренда Fostex, самых доступных планаров из давно имеющихся на рынке. Это серия T50RP (аналогично T40RP, T20RP). Эти наушники и их модификация безумно популярны (осторожно, тяжелая страница) за счет доступной цены самих наушников. Есть даже бизнес, основанный на предоставлении комплектов модификации и готовых улучшенных наушников (Mayflower Electronics, Dekoni Audio и прочие).

Не стоит забывать и про HiFiMAN. У них весьма широкий модельный ряд. Чаще всего, разумеется, обращаются к младшим моделям. Даже не смотря на то, что изделия китайского бренда далеко не столь удобны для переделок, как Fostex, доступность и популярность постепенно приводят к развитию этой темы.

На предметном столике

В целом процесс модификации любых наушников может быть разложен на два направления — улучшение драйвера и доводка акустики корпусов.

Драйвер HiFiMAN HE-400i

Драйверы серийных моделей, особенно в нижнем ценовом сегменте, зачастую имеют упрощенную конструкцию. Дело иногда даже доходит до снижения прочности конструкции, чем, например, страдают некоторые младшие модели HiFiMAN, когда каркас, на который крепятся магниты, деформируется и драйвер теряет чувствительность за счет потери правильной формы магнитного поля. Кроме того, в самых младших наушниках того же бренда замечено использование ферритовых магнитов вместо неодимовых, что, по моему мнению, уже и вовсе моветон.

Кроме материала особую важность имеет форма магнитов. В магнитопланарном драйвере самая важная характеристика — равномерность сил, прикладываемых на мембрану. Любые неравномерности приводят к появлению огромного количества искажений. Избавиться от них можно двумя способами: подобрав топологию дорожек так, чтобы она подходила к нелинейной плотности поля или спроектировать полностью линейную магнитную систему. В подавляющем большинстве серийных магнитопланаров используется топология с дорожками постоянного шага, так что вся проблема заключается в создании равномерного магнитного поля.

Сами магниты в подавляющем большинстве — неодимовые. Но с материалом и качеством магнитов также не всё гладко. Сам материал делится на марки. Основная используемая марка N (Normal) — подходит для обычных условий до 80 градусов. Выше — начинают терять свои свойства. Цифра в марке, например, N35 или N52, означает магнитную энергию в мегаГаусс-Эрстедах. Чем больше — тем мощнее, но и дороже. Не стоит заказывать магниты на Али, там они явно не дотягивают по магнитной энергии до заявленных характеристик по сравнению с произведенными, например, в России. Тот нечастый случай, когда лучше заказать у местных производителей.

Драйвер Fostex T50RP

Кроме магнитного поля системы, но неотрывно от него, идёт сторона акустики магнитной системы. Дело в том, что магниты и магнитная система могут составлять заметное препятствие на пути следования звука. А любое препятствие неизменно ухудшает качество звука, в лучшем случае звук просто потеряет часть мощности. Показателен пример Fostex T50RP с системой магнитопроводов. Такая система приводит к тому, что звук субъективно становится несколько «пилящим», теряется достоверность воспроизведения высоких частот. При возможности умельцы стараются избавиться от этой системы либо полностью, либо частично, максимально открывая мембрану.

Вариант модификации магнитной системы драйвера от T50RP, на фото видно расположение магнитов, с обратной стороны магниты расположены также

Кроме того, магниты в такой системе стоят параллельно мембране, закрывая часть полезной площади. Можно, например, создать более мощное магнитное поле просто поставив магниты поперёк и удвоив их количество при сохранении открытой площади мембраны. Это и есть самая глубокая степень модификации. Фактически в таких наушниках кроме оригинальной мембраны ничего не остаётся.

Каша из топора

Когда от оригинальных наушников ничего, кроме мембраны, не остаётся, возникает вопрос: что же это за наушники? А ещё хочется по-своему оптимизировать топологию дорожек, выбрать магниты сложной обтекаемой формы, чтобы они меньше влияли на прохождение звука и давали более равномерное магнитное поле. Сделать всю систему крупнее, чтобы увеличить эффективную площадь, подняв этим самым отдачу на низких частотах. Также можно поиграться с материалами.

В итоге и рождаются полностью оригинальные наушники с уникальным набором характеристик. На пути возникает большое количество аспектов, с которыми умельцы так или иначе научились работать. Погрузимся в детали.

Основа — корпус. Не стоит стесняться использовать 3D принтер. За счет разнообразия материалов и возможности делать частичное заполнение, акустические и прочностные свойства распечатанных корпусов могут оказаться наиболее подходящими. Стоит обратить внимание на композиты с различным наполнением — стекловолокном и углепластиком. Такие материалы имеют повышенную жесткость, хотя печать ими достаточно трудна.

Сопромат никто не отменял. Стоит внимательно следить за прочностью всей системы. Нельзя допускать малейших деформаций корпуса магнитов, это может привести к искривлению магнитного поля, не говоря уже о полном разрушении под силой магнитного притяжения. Не должно быть даже намека на деформацию в собранном состоянии. Корпус должен выдерживать свободное падение с высоты стола.

Пример мембраны с переменной плотностью дорожек

Односторонняя магнитная система — плохой выбор, магниты должны быть с обеих сторон. Нужно стремиться к максимальной линейности магнитного поля по всей рабочей зоне, потому что любая нелинейность в преобразовании электрического тока в механическое движение является причиной нелинейных искажений, которых нужно избегать. Если сделать равномерное магнитное поле, то можно оставить на мембране дорожки с постоянным шагом.Для расчета магнитного поля есть в том числе и открытое ПО, например, femm.

Пример расчета магнитного поля для ленточного драйвера в femm. Обратите внимание на плотность поля на углах магнитов

Нелинейная магнитная система оправдана только тогда, когда вы делаете максимально открытую мембрану с большим ходом в рабочей зоне, но в этом случае нужно скомпенсировать нелинейность поля переменной плотностью дорожек.

Открытость к звуковым волнам магнитной системы также очень важна, желательно озаботиться поиском магнитов с профилем, отличным от прямоугольника, если они стоят на пути волны, чтобы на углах не возникала дифракция, вносящая большое количество искажений. Кроме того, на углах скапливается большая плотность магнитного поля и высокой линейности с ними добиться труднее.

Нет никаких объективных причин делать сложные формы магнитов и дорожек. Магнит в виде дуги не даёт никаких преимуществ относительно прямого. Зато он добавляет огромное количество головной боли с расчетами формы дорожек и созданием корпуса. Оправдано, разве что, использовать магниты разной длины, чтобы использовать максимум площади чашек, если их форма круглая.

Наглядный пример рифления мембраны - волной

На мой взгляд недооценено гофрирование мембраны. Обычно в драйверах используется PET пленка разной толщины. Но сама эта пленка растягивается в небольших пределах. Откуда же взяться низким частотам в такой системе? Только за счет её формования. Гармошка, или что-то посложнее — не столь важно. Нужно упаковать как можно больше мембраны в как можно меньший объем. Способов огромное количество.

По вертикальной оси - прикладываемая сила, по горизонтали - относительное удлинение материала. Точка 2 на этом графике - конец зоны пропорциональности, после которой удлинение уже нелинейно по отношению к прикладываемой силе. Дальше начинается область пластической деформации

Отладку процесса гофрирования можно назвать важнейшим этапом на поздних стадиях разработки, когда магнитная система и топология дорожек уже оптимизированы. Особенно удручает то, что в заметном количестве серийных наушников гофрирование отсутствует как явление — мембрана натянута как струна. Без рифления она работает как довольно жесткий компрессор сигнала с очень малым временем атаки (время движения мембраны от положения покоя до точки предела пропорциональности), сглаживая все фронты сигнала, что убивает достоверность воспроизведения напрочь. Рифление позволяет кардинально раздвинуть пределы пропорциональности по обе стороны от положения покоя, по сути заменяя на большей части рабочего хода мембраны деформацию типа растяжение на деформацию типа изгиб, которая для тонкой мембраны линейна на большом промежутке.

Можно посоветовать не закреплять мембрану по всему периметру, если форма рабочей зоны представляет собой прямоугольник. Закрепив мембрану лишь на двух противоположных сторонах вы дадите мембране гораздо большую свободу. За это вы получите отдачу на низах и мощную атаку.

Не гонитесь за сверхтонкими материалами и экзотикой. Толщины PET пленки мембраны в 8-10 микрон достаточно, такую же толщину можно выбрать для фольги (медной или алюминиевой, кому как удобнее). Кроме прочности получите доступность и низкую цену. Есть на порядки более важные пункты, на которые стоит обращать внимание — это топология дорожек и магнитного поля, также акустические характеристики звукового канала. Ну и гофрирование. Те же золотые дорожки не дадут преимуществ, подарив лишь космическую цену и огромную головную боль с технологией изготовления. При этом гофрирование может стать и вовсе невозможным.

Перспективным направлением можно назвать магнетронное распыление проводника прямо на мембрану. Это позволит избавиться от клеевого слоя и создать более прочное соединение металла и плёнки. Пока это экспериментальная область и особых успехов в среде DIY тут не наблюдается.

Вариант открытого ПО для расчета акустики. К сожалению, исходники и ссылки утеряны

Акустика звукового канала. Я бы свёл всё в один принцип — чем меньше преград, тем лучше. А если преграды не избежать, то необходимо убедиться в том, что они не слишком опасные. Советую хотя бы использовать этот апплет, позволяющий оценить характер распространения звуковых волн в среде. А лучше использовать специализированное ПО для расчета акустики. Особенно это нужно, если по какой-то причине необходимо использовать несколько излучателей. В целом акустическое оформление одинаково важно для любых типов излучателей.

Корпус T50RP, задемпфированный каменной ватой, не путать со стекловатой

Кроме того, есть смысл использовать демпфер, аналогичный тому, что используется внутри корпусов колонок. Так, если мембрана имеет большой свободный ход, его нужно демпфировать акустическим сопротивлением. Иначе в снятом с головы состоянии на низких частотах мембрана будет достигать своих крайних положений, что не очень хорошо с точки зрения надёжности. За информацией об акустических свойствах материалов можно заглянуть на ветку о модификациях Fostex T50RP, где представлены АЧХ после добавления того или иного демпфера. Это актуально как для закрытых, так и открытых исполнений. В первом случае демпфер позволит снизить отражения от стенок чашки, во втором — согласовать нагрузку на мембрану, задавив определенные частоты, в первую очередь низы, если они лишние. В целом, для открытого исполнения в случае правильного проектирования звукового канала демпфер не обязателен.

Не магнитопланаром единым

Пара слов о динамических моделях. У самих заводских динамиков конструкция вообще не подразумевает возможности какой-либо модификации. Самостоятельное изготовление же динамиков такого размера сильно ограничено. В итоге практически все динамические наушники остаются с заводскими, в основном китайскими, драйверами. В домашних условиях гораздо проще изготовить именно магнитопланарный драйвер. В итоге все попытки самостоятельной разработки динамических наушников сводятся к установке китайских динамиков в самодельный корпус. Этим грешат даже претендующие на элитарность бренды.

Проблема динамических драйверов в существовании т.н. точки выхода из поршневого режима работы на определенной частоте звука. В то время как в поршневом режиме каждая точка диффузора двигается одновременно с соседними в одном направлении, за частотой перехода звуковая волна начинает двигаться по диффузору подобно кругам на воде от брошенного камня. Добиться качественного преобразования здесь невероятно трудно — мешают отражения волн по всей подвижной системе. В идеальном случае драйвер на протяжении всей полосы рабочих частот не должен переходить эту точку совсем. Но и этого добиться также тяжело.

Динамик Focal Clear MG

Focal, например, в своих динамиках пошла по пути максимизации жёсткости диффузора. Они активно используют магниевый сплав. Таким образом точка смены режимов работы сдвигается как можно дальше в высокочастотную область. Таким образом они добиваются того, что диффузор работает в поршневом режиме на большей части спектра, создавая там минимум искажений. Сложность изготовления такого диффузора крайне высока и пока на данный момент затруднена для использования в домашних условиях. Стоит отметить, что применение монолитных диффузоров из различных сплавов или композитов — редкость, в отличие от напыления на обычный полимерный диффузор небольшого количества металла. Почти никакой пользы это напыление не несёт, так как практически не добавляет жесткости.

По итогу динамические наушники имеют не особенно больши́е перспективы для самостоятельной сборки в достижении самого высокого качества воспроизведения.

Выкидываем магниты

Особняком в мире DIY электроакустики расположены электростатические драйвера. Они основаны на поляризации мембраны большим электрическим потенциалом между двумя электродами, куда подаётся напряжение, соответствующее уровню сигнала. За счет притягивания разноименных и отталкивания одноименных зарядов мембрана совершает движение. Вся проблема в необходимости подавать большое (несколько сотен вольт) поляризующее напряжение и в необходимости согласования электрической нагрузки с источником сигнала.

Технология достаточно зрелая. Используется и в больших стерео системах, стоимость которых почти всегда заоблачная. В этой отрасли стоит отметить таких ветеранов, как Stax. В основном эволюция с тех пор идет за счет улучшения электрической части: в создании более совершенных усилителей или согласующих схем. Иногда даже с намёком на портативность.

Исторически наушники по такой технологии не снискали большой популярности как раз по причине сложной и дорогой электрической части и отсутствия мобильности. Однако, такая технология определенно интересна местным умельцам по причине технологичности. Сложность электрики также мало кого пугает — её в любом случае принято собирать самостоятельно, чтобы звук был действительно «свой».

Схема слоёв электростатического драйвера: 1 - PET пленка 2 - топопроводящий слой, 3 - слой изоляции

Частично тема разработки таких наушников пересекается с разработкой планаров. Работу здесь совершает мембрана, зачастую из той же PET пленки. На ней необходимо создать сплошной слой проводника тока. Делать это можно множеством способов. Самый простой — использовать антистатический спрей. Готовые метализированные пленки не подходят — скорее всего слой на них не выдержит долгой работы и деградирует.

Гофрирование, в отличие от магнитопланаров, здесь не применяется. Среднее значение используемого зазора между мембраной и статором всего 0.5 мм. Это значение — баланс между чувствительностью и запасом хода мембраны. Больше — начинает значительно падать чувствительность. Меньше — мембрана в работе цепляет статоры.

Слева на фото - сетки статоров, справа - изолирующие кольца

Исходя из такого малого зазора, стоит озаботиться диэлектрическим покрытием мембраны, чтобы при контакте со статором, который обязательно случится, не происходило электрического пробоя, а в результате и повреждения мембраны, не говоря уже и о повреждении усилителя или источника поляризации. Вариантов покрытия масса. Проще всего использовать изолирующий лак для печатных плат в виде спрея. Важно, чтобы слой был гибким и достаточно хорошо прилип. Количество слоёв как проводника, так и изолятора на пленке нужно подбирать исходя из практических опытов. Слой изолятора можно нанести дважды или трижды, нужно добиться равномерности всех слоёв.

Вся конструкция может быть собрана на рамке из обычного однослойного фольгированного стеклотекстолита. Уместно использовать здесь ЧПУ фрезер. Сетку статора также не помешает изолировать лаком.

Говоря об электрической части, приведу самый простой пример схемы с согласованием нагрузки и источником постоянного высокого напряжения. Последний можно легко найти в сборе на Али. Смысл в том, чтобы повысить уровень напряжения сигнала от обычного усилителя до нужного уровня, а поляризовать с помощью повышающего DC-DC преобразователя.

Сам драйвер нужно защитить от внешних воздействий, максимально загерметизировать его. Это можно сделать, например, такой же пленкой. Поместить в своеобразный герметичный кокон, чтобы ничто не могло проникнуть внутрь.

Типы изоляции кабелей. Особого внимания достойны б - кордельная, д - балонная и ж - шайбовая

Стоит сказать и про подключение. Так как используется высокое напряжение, изолятор должен быть соответствующим. Мало того, нужно добиться минимальной электрической ёмкости между жилами. Это нужно для избежания потерь сигнала в кабеле. Даже емкость в 40 пФ уже слишком велика. Нужно хотя бы 20 пФ, а лучше в несколько раз меньше. Этого можно добиться, поместив провод в дополнительную воздушную изоляцию, например, кордельную, или шайбовую.

Копаем глубже

Электретные капсюли WM-61A, которые можно найти даже в калиброванных измерительных микрофонах

Важно упомянуть про особый подвид электростатических драйверов — электретные драйвера. Это подвид электростатических преобразователей, где поляризация происходит не подачей высокого напряжения по проводам, а за счет накопления большого статического заряда на материале мембраны, т.н. электрете. Если создаваемое этим зарядом электрическое поле достаточно, то система может работать с электрическим сигналом с относительно небольшой амплитудой напряжения. Эта технология активно используется в повсеместно распространённых электретных микрофонах.

Проблема в том, что до сих пор не удалось создать широкополосный электретный драйвер, который можно применять в наушниках. Модели с данной технологией выпускались лишь в виде гибридов с другими низкочастотными звеньями, в основном, динамическими. Появляются все новые подобные гибридные наушники, например, весьма доступные китайские KZ ZEX. По субъективным ощущениям электретное звено в них не оставляет шансов арматурам по АЧХ и искажениям. Я сравнивал с Ikko OH-1, которые теперь пылятся на полке. Если удастся получить электретный драйвер достаточно большого размера для воспроизведения частот от 20 герц, то это будет большой прорыв.

Проблема электретов в основном в сложности работы с электретной пленкой — материал должен быть гибким, при этом иметь равномерную поляризацию, чего добиться очень сложно. К тому же сам материал капризный и может потерять заряд при нарушении технологии. Ещё электрет со временем теряет поляризацию. Хотя это время сопоставимо со временем службы.

Остаётся надеяться на появление таких технологий, которые позволят сделать широкополосный электретный драйвер для наушников. Это будет ещё один виток развития электроакустической аппаратуры.

Заключение

Хочется отметить, что в статье не приведено и половины тех нюансов, с которыми столкнётся желающий собрать что-то своё. Перечисление их всех заняло бы совсем уж пугающий объём. Вместо этого я призываю чуть подробнее изучить матчасть по тем терминам, которые использованы в статье. Это хорошая отправная точка в изучении электроакустики.

При грамотном подходе к постройке наушников можно за относительно гуманные деньги получить звук, за который на рынке просят не одну тысячу долларов, к тому же это очень полезное хобби, развивающее кругозор и мелкую моторику рук.

В статье не затронута тема эргономики, это вопрос слишком субъективный из-за анатомических различий. Учитывайте свои особенности и потребности при разработке.

Выражаю благодарность всему сообществу, занимающемуся столь интересным занятием, по чьим материалам и была составлена эта статья. Приглашаю в комментарии коротко и ёмко поделиться опытом.

По вопросам касательно проектов автора прошу писать в соответствующие статьи или в ЛС.

Как сделать наушники своими руками

Как сделать наушники своими руками

Дешевая гарнитура очень быстро ломается, а фирменные наушники довольно дорогостоящие. Если в тумбочке завалялась пара сломанных комплектов, то это очень удачная находка. Из разных элементов можно сделать хорошую гарнитуру. Вначале все запчасти нужно проверить на работоспособность, после приступить к изготовлению наушников своими руками.

Как выбрать компоненты для наушников

Прежде чем начать самостоятельную сборку или ремонт наушников, необходимо выявить причину повреждения старой гарнитуры и вероятность замены только разъема. Случается так, что кроме этого необходимо заменить и кабель.

maxresdefault

Также необходимо определить материальную сторону: приобретение требуемого инструмента иногда обходится по цене, как стоимость ремонта в сервисном центре, а иногда и покупки новых аналогичных наушников. Зная причину поломки можно определить, с чего начинать работу.

Штекер

В данном случае существует два разных варианта:

  1. Простые наушники без микрофона. К штекеру подсоединяются четыре провода: плюс и минус от каждого динамика. Чтобы было удобней собирать, минусы перекручиваются в общий жгут и, таким образом получают 3 жилки, которые нужно закрепить с помощью паяльника на определенные места.
  2. Наушники с микрофоном. В этом случае у штекера четыре контакта: один для каждого динамика, второй для микрофона, контакт для массы. Нужно сказать, что цвет проводов может быть различным с учетом изготовителя гарнитуры и этот параметр довольно условный. Кабель левого динамика может быть зеленым. Кабель от правого динамика все время помечается красным. Масса – провод медного цвета.

Динамики

Это главный элемент любой гарнитуры, от него будет зависеть качество звучания. Динамик может относиться к любому из спектров воспроизведения, низко- или высокочастотный, купольный либо обычный.

Но, как правило, в наушниках установлен самый простой динамик. Он не отличается повышенной чувствительностью либо мощностью, но довольно надежен и непритязателен к эксплуатации.

1490123043150635282

Приобрести динамик отдельно очень сложно, изготовить без специального оборудования еще трудней, не нужно создавать лишних сложностей, можно просто обрезать требуемые динамики от других наушников. При этом необходимо ровно отрезать кабель, чтобы медная жила не расщепилась. Разобрать ненужные наушники и использовать элементы для изготовления новых не составит сложности.

Кабель

Кабель изготавливается в виде плоской длинной ленты черного цвета или круглого провода. Изготовители производят одинарные и двойные провода — это будет зависеть, к одному динамику кабели подсоединяются либо к двум.

Справка! Под изоляцией расположены медные жилы – правый/левый канал, провод массы. Чаще всего провода помечены различными цветами.

Наушники своими руками: пошаговая инструкция

Чтобы знать, как сделать самостоятельно наушники, можно использовать следующую инструкцию по сборке:

  1. Подберите штекер, который бы подходил под все требования разъема для источника звука (смартфон либо ноутбук). На данный момент можно отметить один наиболее популярный вид — miniJack. Размер этого выхода может составлять 3,5 либо 6,3 мм. 6,3 используют чаще всего в стационарных домашних устройствах, 3,5 — в мобильной технике.
  2. Затем разъедините штекер. После проложите в паз провод, который обязан иметь 4 жилки.
  3. Затем найдите на штекере опору, использующуюся для крепежа провода. Такая стойка должна иметь отверстие. Припаяйте к нему 2 провода из кабеля. Остальные 2 закрепите к двум небольшим клеммам. Перед этим наденьте на проводки тонкие изоляционные трубочки.
  4. После обмотайте провод изоляционной лентой и зафиксируйте обмотанную часть в стойке.
  5. Установите крышку штекера и воспользуйтесь простым омметром, которым проверяется штекер на наличие возможных замыканий.
  6. Подберите 2 небольших динамика, которые были бы одинаковые по своему размеру. Сопротивление одного обязано быть не более 8 Ом. Вставьте динамики в специальные кожухи. Чтобы выполнить эту операцию можно воспользоваться маленькими пластиковыми бочонками. Затем параллельно подсоедините по одному резистору сопротивлением не более 30 Ом.
  7. После нужно позаботиться об оголовье. Его можно изготовить из ненужной железной линейки. На оголовье установите и закрепите излучатели. Выполнить этот этап можно разными способами, к примеру, можно использовать гайки и болты. Самое главное обращайте внимание, что острые торчащие части в дальнейшем могут нанести травму, потому желательно избегать этих элементов.
  8. Далее подсоедините к излучателям по 2 проводка. Первый из них закрепите к стойке штекера, а другой — с какой-то из клемм.

remont-naushnikov-svoimi-rukami

Если были выбраны все работоспособные элементы, то наушники, сделанные своими руками, по качеству выйдут не хуже заводской гарнитуры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *