Акустичні системи (АС) зі здвоєними головками [1] зацікавили у свій час чимало радіоаматорів. Багато з них зупинили свій вибір саме на таких АС і, судячи з відгуків, задоволені їх звучанням. Інтерес до здвоєним голівок виявили і деякі закордонні фірми. Наприклад, в 1985 р. фірма "Jamo" рекламувала ряд нових АС, стверджуючи в рекламному проспекті [2], що їх велика потужність і висока вірність відтворення при відносно невеликих габаритах досягнуті завдяки застосуванню здвоєних головок. Однак відсутність глибокого аналізу і, головне, практичних рекомендацій щодо конструювання АС з такими голівками, а також поява в продажу сучасних низькочастотних компресійних випромінювачі дещо знизили інтерес радіоаматорів до здвоєним динамічних головок. Дослідження останніх років дозволили виявити нові достоїнства цього виду випромінювачів. До речі, виявилося, що його оптимальна конструкція та, в якій головки звернені дифузорами одна до іншої, тому надалі мова піде тільки про це варіанті.
Основні переваги здвоєною голівки (у порівнянні з одиночною) - більш гладка АЧХ, менші нелінійні спотворення і менший необхідний обсяг ящика акустичного оформлення. АЧХ згладжується завдяки взаємному демпфірування головок, з яких складена здвоєна [1]. Кожна одиночна головка в межах допустимих відхилень має свою, обумовлену технологією виробництва, нерівномірність АЧХ, тому частоти піків і провалів на їх АЧХ не збігаються. У здвоєною голівці частина цих піків і провалів взаємно компенсуються. Нелінійні спотворення зменшуються із-за того, що здвоєна головка (на відміну від одиночної) являє собою симетричну электромеханоакустическую систему. З цієї причини опір повітряного середовища з обох сторін практично однаково, обумовлена конструктивними особливостями і властивостями матеріалу відмінність гнучкості підвісу у головок деяких типів при русі дифузора вперед і назад відсутня. Нарешті, асиметрія розподілу магнітної індукції в зазорі магнітної системи, негативно впливає на рівень другої гармоніки [3], в здвоєною голівці не проявляється.
Звичайно, існують і інші способи зниження нелінійних спотворень АС. Для зменшення парних гармонік шведська фірма "Audio-Pro", наприклад, в низькочастотному блоці AC B4-2000 встановлює дві (з чотирьох) низькочастотні головки магнітними системами назовні [3]. Однак розосередження випромінювачів породжує інтерференції звукових хвиль і звужує діаграму спрямованості АС. Фірма "Jamo" знайшла більш досконале рішення. В низькочастотному ланці вона застосувала одну потужну здвоєну голівку, помістивши її на горизонтальній дошці (див. рис. 1,а), під якою розташований рупор, що направляє звук в бік слухача і погоджує механічне опір рухомої системи головки з повітряним середовищем [4]. Що ж стосується обсягу ящика, то він зменшується завдяки тому, що результуюча гнучкість підвісу здвоєною головки в порівнянні з одиночною знижується вдвічі. Маса ж рухомої системи здвоєною головки зростає в стільки ж разів, тому частота основного механічного резонансу не змінюється.
Puc.1
Для збереження розрахункової резонансної частоти здвоєною головки в акустичному оформленні потрібно ящик об'ємом, вдвічі меншим, ніж для одиночної головки того ж типу, що видно з наступних співвідношень [4]:
fя/fг=Sqr(Сг/Ся+1); Ся=1,14 V/D4эфф,
де fя і fг - резонансні частоти головки відповідно в ящику і відкритому повітряному просторі, Сг і Ся - гнучкість підвісу головки і повітря в ящику, V - об'єм ящика, Dэфф - ефективний діаметр дифузора. Оскільки значення Dэфф здвоєною головки таке ж, як і одиночної, для виконання наведених співвідношень при зменшенні гнучкості Сг в 2 рази необхідно зменшити гнучкість Ся, а отже, і об'єм V у стільки ж разів (порівняно з двома головками, встановленими окремо, об'єм зменшиться в 4 рази). Здавалося б, збільшуючи число головок, що працюють на один отвір АС, можна ще більшою мірою зменшити її габарити [5]. Однак на практиці головки не вдалося зблизити настільки, щоб їх геометричні розміри не позначилися на фазові зрушення звукових хвиль, випромінюваних крайніми голівками. У цьому випадку довжина шляху поширення звукових хвиль від крайньої внутрішньої головки до крайньої зовнішньої стає сумірною з довжинами випромінюваних хвиль, що в кінцевому рахунку призводить до вирахуванню та викривлення звукових сигналів (ось чому не можна сдваивать середньо - і високочастотні головки).
Крім того, зниження ККД в цьому випадку стане відчутним. Пропонована увазі читачів АС являє собою гучномовець-фазоінвертор з корисним внутрішнім об'ємом 50 л. як низькочастотного випромінювача застосована здвоєна головка, складена з 6ГД-2, в якості середньо - і високочастотного - відповідно 15ГД-11 і 6ГД-13. Здвоєна головка встановлена на похилій дошці (див. рис. 1, б), що утворює разом з бічними і нижньою стінками ящика рупор, який, на думку автора, краще спрямований на слухача, ніж в АС фірми "Jamo" (рис. 1, а). Крім того, при такому розташуванні дошки зі здвоєною головкою більш раціонально використовується об'єм ящика, що дозволило зменшити габарити і масу АС. Основні технічні характеристики АС, Номінальна потужність, Вт ... 12 Паспортна потужність, Вт, не менше ..... 30 Номінальна електричний опір. Му.. . 4 Номінальний діапазон частот, Гц. 30...18 000 Завдяки застосуванню високоефективних низькочастотних головок 6ГД-2 гучність звучання при порівняно невеликій номінальної потужності (12 Вт) не поступається промисловим АС типу S-90 при підводиться до них потужністю 30 Вт. Що ж стосується якості звучання, то більшість слухачів віддає перевагу описуваної нижче АС.
Puc.2
Принципова схема АС (за основу взято розділовий фільтр, описаний в [6]) зображена на рис. 2, конструкція показана на рис. 3. Ящик АС 3 виготовлений з деревно-стружкової плити товщиною 20 мм, яка обклеєна папером, що імітує цінні породи деревини. Здвоєна головка 17 закріплена на дошці 10, середньочастотна (12) і високочастотна (16) головки - на передній стінці 4. Задня стінка 15 - знімна.
Puc.3
Середньочастотна головка ізольована від решти об'єму ящика боксом 13, виготовленим з фанери товщиною 10 мм і закріпленим на стінці 4 за допомогою куточків 11 і шурупів. Тунель фазоінвертора 14 внутрішнім діаметром 50 і довжиною 100 мм склеєний з чотирьох шарів електрокартону товщиною 0,5 мм В отвір передньої стінки 4 він закріплений за допомогою клею. Вихідний отвір рупора здвоєною головки закрито 17 ґратами (поз. 1, 2), отвори навпаки середньо - і високочастотного головок - відповідно опуклими металевими сітками 6 і 8 з кільцевими декоративними обрамленнями 5 і 7. Рамка 1 зігнута смуги з перетином 5Х 20 мм з алюмінієвого сплаву, 2 прути діаметром 4 мм виготовлені з нержавіючої сталі і вставлені на клею в отвори, просвердлені з кроком 20 мм у верхній і нижній сторонах рамки.
Кільцеві обрамлення отворів під інші головвки, а також отвори під тунель фазоінвертора зігнуті смуги з перетином 5Х10 мм з того ж матеріалу. Для кріплення обрамлення середньочастотної головки 5 передбачено чотири шпильки з різьбленням М3, вставлені на клею в отвори діаметром 3,2 та глибиною 7 мм, просвердлені у торці кільця з боку, зверненої до панелі 4. До вирізання отвору під головку 12 в передній стінці по зовнішньому діаметру обрамлення 5 з допомогою кругореза з різцем [7] і стамескою необхідно вибрати канавку шириною 20 і глибиною 2...3 мм При складанні спочатку закріплюють головку 12, потім з допомогою дротових дужок чи цвяхів - сітку 6 і, нарешті, встановлюють на місце обрамлення 5, яке додатково притискає сітку до панелі 4. Обрамлення 7 високочастотної головки 16 закріплюють в проточці передній панелі клеєм.
Для додання АС відповідного виду зовнішні торці рамки 1 і обрамлень 5, 7 та 9 необхідно відполірувати до дзеркального блиску, а їх бічні поверхні (як внутрішні, так і зовнішні) - пофарбувати чорною фарбою. В такий же колір слід пофарбувати металеві сітки 6 і 8, внутрішні поверхні тунелю фазоінвертора, рупора здвоєною головки і всю площу кола під сіткою 6, дифузоротримач нижньої головки 6ГД-2, звернену до слухача частина диффузородержателя головки 12 і головки кріплять її гвинтів. Котушки L1 і L2 розділового фільтру намотані проводом ПЕВ-2 1,3 на каркасах діаметром 35 і довжиною 100 мм Кожна з них містить приблизно за 460 витків (шість шарів за 75-76 витків). Конденсатори С1-С3 - МБГП, МБГО і т. п. При монтажі АС слід звернути особливу увагу на полярність підключення головок 6ГД-2, так як у випадку помилки виникне акустичне коротке замикання. Зовнішня головка ВА1. Для поліпшення демпфування здвоєною головки внутрішню поверхню шухляди АС можна обклеїти або оббити звукопоглинальним матеріалом. Можлива заміна головок 6ГД-2 на 8ГД-1, 15ГД-11 - на 4ГД-8 або 5ГДШ-5-4, а 6ГД-13 - на 3ГД-2. Розміри ящика при такій заміні зберігаються.
Література
1. Журенное А. Здвоєні динамічні головки.- Радіо, 1979, № 5, с. 48.
2. Проспект фірми "Jamo". Цюріх, 1985.
3. Алдошина І. А., Войшвілло А. Р. Високоякісні акустичні системи та випромінювачі.-М: Радіо і зв'язок, 1985.
4. Эфрусси М. М. Гучномовці та їх застосування. Изд. 2-е, перероб. та доп. - М: Енергія, 1976.
5. Жбанов Ст. Шляхи зменшення габаритів акустичних систем.- Радіо, 1987, MS 2, с. 29-31.
6. Райкін Л. Спочатку дістаньте низькочастотні динаміки.- Винахідник і раціоналізатор, 1985, № 7, с. 40.
7. Райкін Л. І коловорот, і кругорез.- Винахідник і раціоналізатор, 1986, № 2, с. 29.
Автор: А. Журенков, р. Запоріжжя; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru