Виберіть свою мову

Бажано, щоб поліпшення звучання колонок не досягалося за рахунок застосування дуже дорогих чи дефіцитних динамічних головок.

Пошук компромісу між витратами та якістю привів мене до ідеї розробки двухкорпусного гучномовця, процес виготовлення якого можна поділити на два етапи.

Я пропоную спочатку виготовити СЧ/ВЧ-бокси, через які можна буде слухати музику, а потім доповнити систему басовими ланками. Спільне проектування такого СЧ/ВЧ-боксу і басової частини позбавить вас від проблем з узгодженням і переробкою СЧ/ВЧ-боксів на другому етапі. Крім того, багатьом меломанам, у яких невеликі гучномовці, удосконалити їх акустичні системи допоможуть результати розробки басових ланок, описаних у цій статті.

В СЧ/ВЧ-боксах закритого типу використовуються НЧ/СЧ-динамічні головки фірми Peerless типу 850100 (близько 65.е. за пару), по дві штуки в кожному; ВЧ-випромінювач 812774 (близько 70 y.e. за пару).

Мала критичність закритого корпусу до розкиду параметрів головок робить гарним відтворення гучномовця. Креслення корпусу СЧ/ВЧ-боксу показаний на рис. 1: передній панелі ВЧ-динамік знаходиться між низько-среднечастотниками. Таке розташування розширює діаграму спрямованості в гучномовця горизонтальній площині і покращує локалізацію джерел звуку. Корпус виготовлений з MDF товщиною 16 мм, з'єднання його панелей виконано на шурупах та клеї ПВА, а в якості антивібраційного покриття використаний гідростеклоізол. Внутрішній обсяг заповнений синтепоном низькою щільності.

Схему кросовера СЧ/ВЧ-боксу можна бачити на рис. 2: у цьому ланці використовуються фільтри третього порядку, які забезпечують частоту розділу 3,2 кГц. Застосовуються такі фільтри потім, щоб скоротити область спільного випромінювання головок і забезпечити надійний захист ВЧ головки від перевантаження середніми частотами.

АЧХ по звуковому тиску СЧ/ВЧ-боксу наведена на рис. 3. У діапазоні частот 85 - 20000 Гц нерівномірність становить +2,5 дБ. а залежність модуля повного опору СЧ/ВЧ-частини від частоти представлена на рис. 4. Так, мінімальне значення імпедансу припадає на частоту 5 кГц і становить 3.75 Ом, а характеристична чутливість СЧ/ВЧ-ланки дорівнює 88 дБ/Вт/м.

Через СЧ/ВЧ-бокси можна цілком успішно слухати музику без басових ланок, проте при цьому доведеться миритися з двома їх основними недоліками: відсутністю переконливих низів і деяким підвищенням спотворень, коли в програмі є потужний бас. Перша проблема виникає із-за швидкого спаду АЧХ по звуковому тиску на частоти нижче 100 Гц. Друга ж неприємність пов'язана з виходом на низьких частотах амплітуди коливань звукової котушки НЧ/СЧ-головок за межі лінійного ділянки ходу, що викликає появу додаткових спотворень не тільки на низьких, але і на середніх частотах. Розглянуті недоліки властиві в тій чи іншій мірі всім невеликим гучномовців, яких використовуються НЧ/СЧ-динаміки діаметром 100 - 130 мм з невеликим лінійним ділянкою вільного ходу звукової котушки.

Таблиця 1 Fs (Гц) Qts Vas (л) 1 28.9 0.225 105 2 30.5 0.233 97 Каталог 23.5 0.190 123.5

Щоб справитися з цими явищами, потрібно розвантажити СЧ/ВЧ-бокси від низьких частот, для відтворення яких слід використовувати окремі басові ланки. В них застосовуються динамічні головки 850148 фірми Peerless (185,8 y.e. за пару), що працюють в фаэоинверторе. В Таблиці 1 наведено виміряні параметри, за якими розраховується акустичне оформлення для двох примірників головок 850148, а також дані з каталогу виробника. В таблиці використовуються наступні позначення:

Fs - резонансна частота у вільному просторі,

Ots - повна добротність,

Vas - обсяг, еквівалентний акустичної гнучкості.

Виміряні та довідкові значення розрізняються досить істотно, іншими словами, фаэоинверторы, розраховані за параметрами каталогу, виявляються непридатними для головок, характеристики яких вказані в таблиці.

У цьому зв'язку я рекомендую братися за виготовлення фазоинверторов тим читачам, які мають можливість виміряти параметри голівок і розрахувати фазоінвертори за отриманими результатами.

Для розрахунку фазоинверторов були прийняті наступні значення:

Fs = 30 Гц. Ots = 0.3. Vas = 100 л.

Qts зростає в порівнянні з виміряними значеннями впливу на повну добротність омічного опору котушки індуктивності кросовера, вихідного опору підсилювача і опору кабелю. У результаті розрахунку було вибрано акустичне оформлення об'ємом 40 літрів і частотою настройки фазоінвертора 39 Гц. Креслення корпусу басового ланки показано на рис. 5: корпус виготовлений з MDF товщиною 16 мм з покриттям з антивібраційним гидростеклоизола; в фазоинверторе ж використовується труба з внутрішнім діаметром 70 мм і довжиною 110 мм.

У корпусі ви знайдете чотири перемички, з'єднують передню, нижню і верхню панелі з бічними, одна з перемичок ділить корпус на дві частини: у верхній розташовується динамічна головка, а в нижній - труба фазоінвертора. Отвір у цій перемичці затягнуте синтепоном. Верх корпусу заповнений синтепоном низкойплотности, нижній частині цим матеріалом покриті внутрішні поверхні. При такому заповнення корпусу добротність фазоінвертора близька до 3.

На рис. 6 показані АЧХ по звуковому тиску, характеризують роботу фазоінвертора. На АЧХ випромінювання динамічної головки є провал з мінімумом на частоті 39 Гц, відповідний налаштування фазоінвертора. АЧХ випромінювання труби дзвоноподібної форми з плавним максимумом - векторна різниця цих двох випромінювань і дає результуючу АЧХ басового ланки. Розглянуті АЧХ зняті при включеному кросовері, схема якого наведена на рис. 7. Басова головка 850148 включена через фільтр першого порядку з частотою зрізу 200 Гц. СЧ/ВЧ-бокс підключається через ємності С3, С4 і резистор R2. Зміна номіналу резистора R2 дозволяє при необхідності підкоригувати тональний баланс. При розгляді схеми кросовера басового ланки слід зазначити одну особливість: для СЧ/ВЧ-боксу з номінальним опором 4 Ом для частоти розділу 200 Гц необхідна ємність 132 мкФ, в той час як сумарна ємність С3 і С4 становить 40 мкФ.

Справа в тому, що починаючи з 200 Гц модуль імпедансу СЧ/ВЧ-боксу починає зростати, досягаючи на частоті 100 Гц величини 17 Ом. У зв'язку з цим ємності в 40 мкФ виявляється досить. Пройшовши максимум на частоті 100 Гц, модуль повного опору швидко зменшується в міру зниження частоти, забезпечуючи при ємності 40 мкФ ефективне розвантаження СЧ/ВЧ-боксу від низьких частот.

На рис. 8 показана АЧХ по звуковому тиску і басового СЧ/ВЧ-эвеньев, що працюють спільно. Використання додаткових басових голівок дозволило розширити смугу ефективно відтворюваних частот вниз до 45 Гц і знизити спотворення на середніх частотах, розвантаживши СЧ/ВЧ-бокс від низьких.

Таблиця 2 Fs (Гц) Qts Vas (л) 1 26.3 0.34 125.2 2 27.1 0.35 120.5 Каталог 25.8 0.34 135.7

Читачам, які відчувають труднощі у вимірюванні параметрів головок і розрахунках фазоинверторов, пропоную варіант басового ланки закритого типу з застосуванням головок 850140 (139,4 у.е. за пару), мають такі ж приєднувальні розміри, як і 850148. Конструкція корпусу басової частини не вимагає змін, тільки виключається отвір для труби фазоінвертора, кросовер ж басового ланки також залишається в первозданному вигляді. Низкочастотники закритого типу істотно менш критичні до розкиду параметрів динамічних головок, ніж фазоінвертор, тому при його виготовленні без використання вимірювальної апаратури значно більше шансів отримати хороший результат. Як показали розрахунки, об'єм 40 л виявився близьким до оптимального для головок 850140, працюють в закритому корпусі. У Таблиці 2 наведені результати вимірювань параметрів двох примірників 850140 і дані з каталогу виробника.

У корпусі басового ланки при закритому отворі фазоінвертора головки 850140 мали резонансні частоти 48,7 і 49,6 Гц при повних добротностях відповідно 0,67 і 0,68. Для закритого акустичного оформлення вказані значення повної добротності близькі до оптимального значення 0.707, при якому спад АЧХ по звуковому тиску на частоті резонансу становить 3 дБ.

Описані вище басові ланки можна використовувати з різними СЧ/ВЧ-боксами, підібравши за результатами прослуховування номінали С3, С4 і R2.

На закінчення побажаю успіху читачам, які зважаться відтворити описану конструкцію.

Публікація: www.cxem.net