Найбільшого поширення у закордонних радіоаматорів отримали дво - і трьохсмугові акустичні системи. Нерідко для додаткового поліпшення віддачі на нижніх частотах корпус гучномовця забезпечують фазоінвертором. Використовують я інші прийоми для поліпшення характеристик гучномовців з двома і трьома смугами поділу частоти сигналу.
Двосмуговий гучномовець зі щілинним інвертором.
Зазвичай отвір інвертора має прямокутну форму і розміщується трохи нижче отвори низькочастотної головки. Оскільки фазоінвертор покращує звучання тільки на нижніх частотах, де спрямованість випромінювання практично відсутня, для нормальної роботи фазоінвертора несуттєво місце розміщення отвори, а також його форма. Головне, щоб його площа була рівна приблизно половині площі дифузора.
З урахуванням викладеного була запропонована оригінальна конструкція двосмугового гучномовця зі щілинним отвором фазоінвертора, що розміщені на задній стінці. Конструкцію цього гучномовця можна усвідомити за ескізом, наведеним на рис.1.
Рис.1
Перша особливість конструкції гучномовця - щілинний отвір шириною 26 мм і довжиною 860 мм, тобто на всю довжину задньої стінки. Друга особливість - призматична форма корпусу: ширина лицьової панелі 610мм, задній - 190 мм. Нижня і верхня стінки мають форму прямокутника розмірами 285х650 мм з двома усіченими кутами. Це зроблено для зручності розміщення гучномовця на підлозі, в кутку кімнати. Тим самим досягаються відразу дві мети. По-перше, гучномовець розміщується в тому місці кімнати, де він не заважає. По-друге, створюється додатковий підйом нижніх частот на декілька децибел за рахунок відбиття сигналу від двох бічних стін і підлоги кімнати.
Корпус гучномовця виготовляють з фанери або деревно-стружкової плити завтовшки близько 20 мм Рейки для бічних розпірок декоративного оформлення тканиною з поперечним перерізом 90х50 мм - з сосни. Місця з'єднання бокових стінок з верхньою і нижньою стінками зміцнюють прямокутними накладками з поперечним перетином 40х40 мм, виготовленими також з сооны. Для усунення впливу відображення сигналу на середніх і вищих частотах всередині корпусу розміщують простьобаний шар натуральної або мінеральної вати товщиною не менше 50 мм Таке покриття має бути виконано по всій внутрішній поверхні корпусу.
При повторенні конструкції можна використовувати низькочастотну головку типу 6ГД-'2 і високочастотну головку типу 3ГД-31, підігнавши розміри отворів на передній панелі з урахуванням розмірів дифузорів вітчизняних головок. При такому поєднанні головок гучномовець здатний ефективно відтворювати сигнали в смузі частот від 40 Гц до 16 кГц. Подводимая потужність широкосмугового сигналу може досягати 6-8 Вт. Розділовий фільтр повинен мати частоту поділу близько 3 кГц.
На рис. 2,а наведена принципова схема розділового фільтру для спільної роботи з низькочастотної головкою опором 8 Ом і високочастотної головкою опором 6,5 Ом. При цьому резистор R1 необхідний для вирівнювання опору навантаження високо - і низькочастотного виходів фільтра. Якщо використовувати вітчизняну високочастотну голівку на 8 Ом, резистор R1 необхідно виключити.
Рис.2
При виготовленні котушок можна застосовувати картонні каркаси розмірами, зазначеними на рис. 41,6. При цьому котушка L1 має містити 100 витків, L2 - 120 витків дроту марки ПЕВ-3 діаметром 0,9-1,1 мм. Необхідні ємності конденсаторів С1 і С2 можна отримати, поєднавши паралельно кілька конденсаторів типу МБМ на 160 з об'ємом 1,0, 0,5 і 0,1 мкФ.
Гучномовець із зворотним експоненціальним рупором
В даний час серед любителів і професіоналів великою популярністю користуються так звані малогабаритні акустичні системи, скорочено MAC. Невеликі за розмірами, зручні в обігу, що володіють широкою смугою відтворювальних частот, вони отримують все більш широке поширення. Правда, у них є ряд недоліків. Найістотніший - відносно мала віддача у всій смузі частот. Для нормальної роботи таких гучномовців потрібно подводимая потужність близько 10 Вт або більше, тоді як для гучномовців звичайного типу - в 2-3 рази менше. Цей недолік певною мірою компенсується збільшеною потужністю сучасних підсилювачів низької частоти.
У гучномовців MAC є ще один недолік, обумовлений специфічними нелінійними спотвореннями, створюваними дифузором. Справа в тому, що в таких гучномовцях застосовують спеціальні низькочастотні головки з дуже легкої підвіскою дифузора. За рахунок цього власна резонансна частота головок дуже низька і досягає 10-16 Гц. При установці головки в корпус з хорошою герметизацією резонансна частота її збільшується в 2-3 рази, досягаючи необхідного для високоякісного відтворення звуку значення, рівного 20-45 Гц. Демпфірування дифузорів таких головок відбувається за рахунок пружності повітря, укладеного у внутрішньому об'ємі корпусу гучномовця. При цьому дифузор працює подібно до поршня компресора, поперемінно стискаючи і розширюючи повітря всередині корпусу. З цієї причини низькочастотні головки з легкої підвіскою називають компресійними або головками з повітряної підвіскою дифузора.
Причина додаткових нелінійних спотворень, створюваних низькочастотними головками MAC, полягає в тому, що передня і задня поверхні дифузора цих головок мають різні акустичні опору. Передня поверхня стикається з відкритим простором, а задня поверхня - з повітрям, замкнутим в герметизованому корпусі гучномовця. Очевидно, що для усунення додаткових специфічних нелінійних спотворень низькочастотних головок необхідно зрівняти або хоча б зблизити акустичні опору обох поверхонь дифузора.
В одному з журналів була опублікована короткий опис двосмугового малогабаритного гучномовця, в якому значно ослаблені нелінійні спотворення зазначеного типу. При зовнішніх розмірах 196х236х300 мм і масою 4,9 кг гучномовець забезпечує ефективне відтворення звуку в смузі частот від 60 Гц до 16 кГц при номінальній потужності, що підводиться 10 Вт.
Суть удосконалення полягає у використанні зворотного експоненціального рупора в якості додаткової акустичної навантаження для низькочастотної головки. Рупор виконують в тілі передній панелі гучномовця товщиною 20 мм, як показано на рис.3,а. Вигляд передньої панелі з фронтальної сторони показаний на рис.3,б. Внутрішня поверхня корпусу гучномовця обкладена шаром вати товщиною близько 50 мм, а магнітна система головки додатково підтискається дерев'яної підпорою, вставленої між задньою стінкою і магнітною системою. Корпус гучномовця герметизують нитроклеем, яким промащують зсередини всі стики і з'єднання. Передню панель з фронтальної сторони обтягають тонким радиотканью, сам корпус обклеюють імітує плівкою або фанеруют цінними породами дерева.
Рис.3
При повторенні конструкції можна використовувати компресійну низькочастотну головку типу 6ГД-5 і високочастотну головку ЗГД-31. У даній конструкції рекомендується застосовувати розділовий фільтр з частотою поділу близько 3 кГц.
Правда, головка типу 3ГД-31 має дещо більші розміри, ніж високочастотна головка, застосована автором конструкції. Це вимагає деякої переробки передній панелі. Але можна обійтися і без переробок, якщо використовувати високочастотну головку типу 2ГД-36.
Застосування головки типу 2ГД-36 дозволяє розширити смугу ефективно відтворюваних частот до 18-20 кГц. Правда, тут є одна особливість. Деякі зразки головок цього типу мають відносно високу частоту відтворення нижніх частот - близько б-6 кГц. У зв'язку з цим може знадобитися змінити частоту поділу з 3 до 6 кГц. Для цього достатньо зменшити число витків котушок L1 і L2 фільтра за схемою рис.2 до 70 та 90 відповідно, зменшивши при цьому ємності конденсаторів С1 і С2 вдвічі
Гучномовець з розширеною діаграмою спрямованості
Спостереження показали, що широкосмугові і багатосмугові гучномовці, у яких раскрывы дифузорів розташовані в одній, зазвичай фронтальній площині, мають один недолік, зумовлений вузькістю діаграми спрямованості випромінювання. Особливо помітна спрямованість в горизонтальній площині. З-за цього звужується зона прояву стереоефекту, послаблюється відтворення вищих частот сигналу.
Для боротьби з цим недоліком застосовуються різні засоби, в тому числі включення додаткових гучномовців, розташованих певним чином щодо основних гучномовців, винесення окремо середньо - і високочастотних головок, зведення сигналів нижніх частот стереофонічної системи в один монофонічний сигнал і т. п. Аматорська практика показує, що збільшення кількості гучномовців захаращує жиле приміщення, що призводить до збільшення числа з'єднувальних провідників. Тому більш доцільним є створення таких гучномовців, які володіли б широкою діаграмою спрямованості в горизонтальній площині і не займали багато місця.
На рис. 4,а наведені ескізи корпусу гучномовця, а на рис. 4,б - принципова схема його розділового фільтру. Як видно з малюнка, гучномовець має по парі головок низької і високої частоти, включених паралельно. Високочастотні головки включені через найпростіший розділовий фільтр, що складається з конденсатора C1 і резисторів R1 і R2.
Рис.4
Згідно з описом конструкції, низькочастотні головки розраховані на 15 Вт, високочастотні - на 10 Вт кожна. Таким чином, гучномовець може бути застосований для спільної роботи з УНЧ до 30 Вт. Високочастотні головки на потужність практично не впливають з-за відносно високої частоти розподілу смуг, рівної приблизно 6 кГц.
Головним достоїнством гучномовця є широка діаграма спрямованості випромінювання в горизонтальній площині, складова 270° на частотах аж до 12 кГц. Це досягається, як видно з рис. 4,а, розміщенням пар головок високої і низької частоти у взаємно перпендикулярних площинах, причому таке розміщення чотирьох головок не збільшує поперечного перерізу корпусу гучномовця.
Особливістю фільтра (рис. 4,б) є наявність додаткового резистора R1, замыкаемого контактами В1. При розімкнутих контактах амплітудно-частотна характеристика гучномовця рівномірна по всій .смузі частот (від 60Гц за 18кГц). При замиканні контактів відбувається додатковий підйом віддачі на вищих частотах (від 7 до 18 кГц) приблизно на 3 дБ. Така корекція може знадобитися в тому випадку, коли в приміщенні знаходиться багато м'яких предметів: штори, завіси та інші матеріали, сильно поглинають енергію звукових коливань вищих частот.
Своєрідне розміщення головок в гучномовці відкриває нові можливості для узгодження розміщення і взаємного положення гучномовців стереофонічної установки з урахуванням акустики приміщення. На рис.5 показано, як цього можна домогтися, розгорнувши гучномовці в горизонтальній площині. Так, якщо кімната середніх розмірів, а стіни недрапироваиные, то можна рекомендувати розташувати гучномовці так, як показано на рис.5,а. При цьому корпусу гучномовців можуть бути присунуті впритул до бічних стін. У такий же кімнаті з м'якими стінами (задрапірованими) рекомендується розміщувати гучномовці не ближче 0,7 м від бічних стін (рис.5,б).
Рис.5
Якщо кімната вузька, то можна направити основне випромінювання гучномовців до бічних стін. За рахунок перевідбиття і перевипромінювання від стін вдається отримати ефект розширеної стереобази (рис.5,в,г). У приміщенні великих розмірів, коли гучномовці розставлені відносно далеко один від одного, можна створити ефект зближення їх, для чого необхідно направити основне випромінювання гучномовців назустріч один одному (рис.5,д,е).
При повторенні конструкції рекомендується використовувати для кожного екземпляра гучномовця по дві головки типу 4ГД-4 або 4ГД-35 низькочастотного тракту та дві головки для високочастотного. При цьому номінальна потужність сигналу, що підводиться до гучномовцю, може досягати 8 Вт. При використанні головок типу 4ГД-36, паспортна потужність яких дорівнює 8 Вт, допускаються короткочасні перевантаження до 16 Вт. Звичайно, діаметр вирізів у панелях необхідно узгодити з розмірами диффузодержателей вітчизняних головок.
Слід зауважити, що в останні роки з'явилася велика кількість аматорських та професійних гучномовців, широкосмугових і багатосмугових, в яких більша або менша частина випромінювання направляється в сторону стін приміщення. В гучномовці, про який йшла мова, на бічне випромінювання відводиться в середньому близько половини потужності, що підводиться. Відомі конструкції радіоаматорів, де з дев'яти однотипних широкосмугових головок випромінює у фронт тільки ... одна. Решта вісім мають основне випромінювання, спрямоване в тил, в бік стіни приміщення, тобто на випромінювання в бік слухача витрачається тільки 10% потужності, що підводиться до гучномовцю. Правда, решта 90% випромінюваної потужності не зникають безслідно. Випромінювання вбік і назад, відбиваючись від стін і підлоги, частково доходить до слухача у вигляді розсіяного відбитого сигналу, сприйняття якого створює ілюзію перебування в просторому концертному залі. Змінюючи положення таких гучномовців щодо стін і підлоги, розгортаючи їх певним чином, в горизонтальній площині щодо слухача, можна домагатися найкращого для даного приміщення звучання електроакустичної апаратури.
Трьохсмуговий гучномовець
Про трисмугові гучномовцях вже багато говорилося раніше. На рис.6 приведений ескіз конструкції три смугового гучномовця. Корпус гучномовця виготовлений з деревно-стружкової плити завтовшки близько 20 мм Дно корпуса відсутня. Між підлогою і бічними стінками залишена щілину висотою близько 25 мм і довжиною 200 мм. Її призначення - створення додаткового синфазного випромінювання на нижніх частотах відтвореного сигналу.
Рис.6
Незвичайним є саме розміщення головок. Так, середньочастотна головка встановлена на верхній стінці. Низько - та високочастотні головки розміщені на похилій панелі. Обидві панелі, верхня і похила, задрапіровані тканиною по контуру, зазначеному на рис.6 штриховою лінією, створюючи ілюзію класичної прямокутної форми корпусу гучномовця. Таке розміщення головок дозволяє використовувати хороші відображають і розсіюючі властивості відносно невисоких стель сучасного житла з метою отримання просторового, а не точкового джерела звуку.
При повторенні конструкції можна застосувати одну низькочастотну головку типу 4ГД-43, середньочастотну головку типу 4ГД-8Е і високочастотну головку типу ЗГД-31. При цьому слід відповідно змінити верхню і похилу панелі ящика. Для корекції опору високочастотної головки паралельно її висновків можна підключити постійний резистор на 10-12 Ом. З урахуванням вищевикладеного номінальна потужність, подводимая до гучномовцю, може становити 5 Вт.
Література:
Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru