Акустическая система своими руками: выбор динамиков, акустического оформления, изготовление. Акустическая система с расширенным динамическим диапазоном Пояснения к методике

Двухполосная акустическая фазоинверторная система комплектовала Полупроводниковые стереофонические кассетные магнитофоны "Комета-225С", "Комета-225С-1", "Комета М-225С-2", "Комета М-225С-3" («Нота-225»).

Производство соответственно с 1987, 1988, 1989 и 1990 года .

Технические характеристики:

Номинальная мощность – 15 Вт
Паспортная (Предельная долговременная) мощность– 25 Вт
Диапазон воспроизводимых частот – 63 – 16 000 Гц
Уровень среднего звукового давления при электрической мощности 10 Вт в диапазоне частот 100-4000 Гц, не менее – 94 дБ
Номинальное электрическое сопротивление – 4 Ом
Габариты – 328х190х190 мм
Масса 5,8 кг
Набор динамиков: НЧ – 25ГДН-3-4, ВЧ – 5ГДВ-1
Тип акустического оформления – фазоинвертор
Материал корпуса – фанеры или ДСП.

Вега 25 АС-101 широко распространенная в свое время советская акустика... сегодня мы ее рассмотрим, разберем до винтиков и прикинем - кто есть кто и чего с ним теперь делать?

Вообще, эта акустика выпускалась с 1980 года на Бердском ПО "Вега", тогда они назывались 15 АС-109. В 1989 году вышел новый ГОСТ 23262-88, и эту АС переименовали в 25 АС-101, конструктивно ничего не изменив.

Это, так называемая "полочная" бытовая акустическая система, которой комплектовались различные проигрыватели, магнитофоны и музыкальные центры. Довольно таки компактные и увесистые колонки серебристого цвета. Отсутствие ножек наталкивает на мысль, что их предполагается вешать на стену, там для этого и есть два навеса. Там же, на задней стенке этикетка с названием, ГОСТом, паспортным номером, с указанием номинального сопротивления, с указанием предельной долговременной мощности, годом выпуска (не заполнено) и ценой - 75 руб.

Вега 25 АС-101 (как и 15 АС-109) состоят из:

1) герметичного неразборного корпуса;

2) динамической головки НЧ - типа мидбаса:

3) ВЧ динамической головки;

4) фильтра;

5) фазоинвертора;

6) лицевой панели;

7) соединительного провода.

Диапазон воспроизводимых частот - 50-20000 Гц

Неравномерность АЧХ, на нижней частоте - 8 дБ

Уровень чувствительности - 84 дБ (Па/Вт)

Неравномерность АЧХ звукового давления - ±4 дБ, в диапазоне 100..8000 Гц

Гармонические искажения АС, в диапазоне частот - 250-1000 Гц - 2%, 1000-2000 Гц - 1,5%, 2000...6300 Гц - 1%

Номинальное электрическое сопротивление - 4 Ом

Минимальное значение полного электрического сопротивления - 3,2 Ом

Вид низкочастотного оформления - фазоинвертор

Частота настройки фазоинвертора – 45 Гц

Частота разделения фильтром – 5000 Гц

Внутренний объем АС – 8,5 л

Габариты - 360х220х190 мм

Масса - 6,8 кг

Характеристики АЧХ

АС без передней панели

Итак, данные моих замеров:

Корпус собран из листов 9-слойной фанеры толщиной 12 мм. Высота колонок - 360 мм, ширина - 220 мм, глубина 165 мм (190 с передней декоративной решеткой). Корпус не разборный - склеен намертво. Никаких распорок или ребер жесткости, либо прочих элементов для прочности и жесткости корпуса нет.

На передней панели три отверстия:

прямоугольное под фазоинвертор 35х80 мм;

круглое отверстие диаметром 90 мм под высокочастотный динамик;

еще одно круглое под НЧ/СЧ динамик диаметром 115 мм.

Передняя и задняя стенки чуть утоплены внутрь на 1,5-2 мм. Посадочные места под динамики и ФИ утоплены - профрезированы на глубину ~5 мм.

Передняя панель пластмассовая, разной толщины (но не менее 2 мм), имеет три отверстия под динамики (закрыты металлической сеткой) и одно под фазоинвертор с декоративным "рассекателем". Крепится к корпусу колонок с помощью шести шурупов, шляпки которых прикрытых декоративными колпачками. В местах соприкосновения с динамиками и ФИ имеются поролоновые прокладки.

Динамическая головка 25ГДН-3-4

В АС Вега 25 АС-101 использованы следующие динамические головки: низкочастотный 25ГДН-3-4 на 4 Ом (диапазон 50-5000 Гц); высокочастотный 16-омный 10ГДВ-2-16 (диапазон 5000-25000 Гц). Оба динамика имеют неэкранированные магниты.

Динамическая головка 10ГДВ-2-16

Фазоинвертор используемый в 15 АС-109 и 25 АС-101, размеры

На нижнем снимке, на торце ФИ вырез - это прежний глупый владелец орудовал дрелью,

сверлил заднюю стену колонок, чтобы повесить их на стену, заодно и продырявил ФИ

Фазоинвертор "Г" образной формы, пластмассовый, склеенный из двух половинок. Размеры: длина 148 мм, размер отверстия 19х68 мм - в начале и в конце одинаковы. Толщина пластмассы 4-5 мм (разная в разных местах).

Каждый динамик и ФИ крепятся к корпусу четырьмя шурупами каждый. У динамиков присутствует резиновая прокладка 2 мм толщиной. Фазоинвертор имеет прокладку из тонкого поролона.

Разделительный фильтр сделан конкретно, на прямоугольном куске из той же 12 мм фанеры. Две катушки намотаны толстым медным проводом, конденсаторы использованы старые и качественные (кого эстетическая составляющая отвращает от них, пусть покупает какой-нибудь красивенький китай).

Использованы конденсаторы МБГО-2 2 мкФ, 1 мкФ, 4 мкФ. А также два больших керамических резистора 1ПЭВ - схему на фильтра можно посмотреть в Руководстве по эксплуатации.

Стандартный фильтр (кроссовер) в акустике Вега 25 АС-101

Панель АС Вега 15 АС-109

Как было уже сказано, акустическая система Вега 15 АС-109 практически ничем не отличалась от 25 АС-101, только надписью, этикеткой и еще стыками углов корпуса. Фильтр, который приведен на фото выше, был в одной колонке Вега 15 АС-109 - но это, скорее всего, уже плод чьей-то самодеятельности...

По сей день акустические системы 15 АС-109 и 25 АС-101, если они сохранились в хорошем состоянии, весьма привлекательны. По качеству они соответствуют довольно таки дорогим (относительно дорогим) забугорным бытовым системам, благодаря хорошей головке 25ГДН-3-4, хорошему корпусу и нормально рассчитанным фильтру и фазоинвертору.

Даже небольшая модернизация этих АС позволит получить достойный звук с минимальными затратами - покупка равноценного китайского изделия обойдется в разы дороже и не факт, что эта равноценность будет реальным качеством. Об вариантах модернизации/доработки веговской акустики написано в интернете немало... В большинстве своем все сводится к демпфированию изнутри корпуса АС материалами типа синтепона, ватина или войлока. Добавление ваты, для обманчивого увеличения литража корпуса. Проклеивание стыков и установка распорок, ребер жесткости. Замена проводов внутри АС на более толстые, я молчу насчет "кабелей из безкислородной меди" - эффективность которых весьма сомнительна. Так же можно поставить на заднюю стенку клеммный разъем, хотя бы и китайский, дешевый . Замена фильтра нецелесообразна - правильный рассчет далеко не по плечу каждому. Так же не стоит менять в фильтре старые советские конденсаторы на новые: качественные конденсаторы стоят ой как дорого, а советские ничуть не хуже их. К тому же конденсаторы типа МБГО герметичны и в них попросту не существует эффекта "подсыхания" электролитов.

Разделительный фильтр в 15 АС-109, самопальный, взамен заводского (качество никакое)

Динамики имеют свойство портиться от времени - это касается подвесов, которые делаются из резины (резина твердеет от времени, температуры и воздействия солнечного света), еще их делают из всякого поролоноподобного материала, который из-за времени рассыпается... диффузоры выгорают от света, подводящие провода перетираются... Резиновые подвесы обычно натирают касторовым маслом в несколько заходов и они частично восстанавливают свои характеристики. Прогнивший поролоновый подвес только менять на новый - они имеются в продаже. Те колонки 25 АС-101, что сейчас я рассматриваю, имеют возраст более 20 лет, и обращались с ними далеко не нежно... но динамические головки в прекрасном состоянии и резиновый подвес ничуть не утратил своих характеристик - стояли не на солнечном месте, не было испытаний жарой.

Подводящие провода так же меняются без проблем, путем либо укорачивания, либо заменой на просто изолированный и скрученный свободной спиралью провод.

Выцветшие диффузоры можно покрасить обычной тушью, либо покрыть акриловым лаком.

Замена заводской пластмассовой мордашки на всякие тканевые панели - дело вкуса, мне лично и заводское оформление нравится.

Стыки корпуса АС Вега изнутри - проклеено хорошо, но нет распорок и ребер жесткости

Торчащие болты - это для монтажа фильтра

Соединительный провод - просто дырка с пропущенным проводом, с каплей клея...

Одна из удачных конструкций акустических систем выпускаемых промышленностью СССР. Разработанная в Советские времена, она и сегодня, по качеству звучания, способна "затмить" современные акустические системы известных мировых брендов.

35АС-013 - это так называемый активный трехполосный громкоговоритель с электромеханической обратной связью (ЭМОС). Кроме трех динамических головок и пассивного разделительного фильтра, в его корпусе смонтированы усилитель мощности ЗЧ с источником питания и ряд дополнительных устройств, повышающих надежность и улучшающих эксплуатационные удобства громкоговорителя.

ЭМОС в 35АС-013 реализована только в области низших частот звукового диапазона, в качестве датчика ускорения подвижной системы головки использован трубчатый пьезокерамический элемент ЭП4Т-2. Применение ЭМОС позволило значительно снизить нелинейные искажения в области этих частот и без ухудшения других акустических параметров уменьшить объем громкоговорителя до 40 дм 3 (для сравнения: объем 35АС-212-73 дм 3).

Громкоговоритель предназначен для работы с предварительным усилителем, снабженным регуляторами громкости и тембра. Наличие двух активных входов («Левый» и «Правый») позволяет объединять громкоговорители в стереофоническую акустическую систему, соединив кабелем с предварительным усилителем только один из них. Кроме того, имеется пассивный вход, к которому можно подключить внешний усилитель мощности. В 35АС-013 предусмотрены плавная регулировка тембра на средних и высших частотах номинального диапазона частот, индикация уровня выходного сигнала (0, -б, -12, -20, -30 дБ) и перегрузки (+3 дБ), подключения к сети.

Основные технические характеристики акустической системы 35АС-013

• Номинальная мощность, Вт..... 35
• Номинальное электрическое сопротивление пассивного входа, Ом..... 4
• Номинальное напряжение, В, обеспечивающей среднее звуковое давление 1,2 Па, входа:
  активного..........0,5
  пассивного..... 11.8
• Номинальный диапазон частот, Гц....... 31,5...20 000
• Пределы регулирования тембра на частотах 500... 5000 и 5000...20 000 Гц. дБ..................±3
• Потребляемая мощность, Вт, не более..........100
• Габариты, мм..... 325X580X265
• Масса, кг..............25

Схема выполнена по функционально-блочному принципу и состоит из блоков усиления и защиты (U2), усилителя мощности (А), индикации и регулировки (U1), разделительного фильтра (Z), питания (U3) и трех динамических головок: высокочастотной В1 (10ГД-35), среднечастотной В2 (15ГД-11А) и низкочастотной ВЗ (ЗОГД-6 с датчиком ЭМОС).

В качестве усилителя мощности применен модуль УНЧ-50-8 (его принципиальную схему можно найти в статье В. Папуша и В. Снесаря «Радиотехника-101-стерео» в журнале «Радио», 1984, № 9). Блок усиления и защиты U2 предназначен для фильтрации сигнала ЭМОС, повышения входного сопротивления и развязки входных цепей усилителя, а также для защиты его и низкочастотной головки от перегрузок. Блок состоит из активного фильтра нижних частот (ФНЧ) третьего порядка с частотой среза 250 Гц на микросхеме DA1, эмиттерного повторителя на транзисторе VT2 и устройства защиты на транзисторах VT1, VT3, VT4. Последнее задерживает подключение разделительного фильтра Z к выходу модуля УНЧ-50-8 на время переходного процесса при включении питания (этим предотвращаются щелчки в громкоговорителе) и отключает фильтр при появлении на выходе модуля постоянного напряжения любой полярности. Время задержки определяется номиналами элементов R13,R14,C8 и составляет в данном случае 1,5 с.

Индикацию уровня выходного сигнала и регулировку АЧХ громкоговорителя обеспечивает блок U1. Он состоит из усилителя сигнала на транзисторах VT2, VT4, пассивного фильтра с регуляторами уровня средних (R27) и высших (R23) частот, усилителя на транзисторах VT9, VT11, VT13, интегратора сигнала ЭМОС на микросхеме DA1 и шести пороговых устройств со светодиодными индикаторами. Первое из этих устройств (на транзисторах VT1, VT3 и светодиоде VD1) индицирует режим «Перегрузка» (+3 дБ), пять последующих - уровни выходного сигнала от 0 до -30 дБ, Светодиод VD7 - индикатор включения громкоговорителя в сеть.

Сигнал, снимаемый с выхода усилителя мощности, поступает на трехполосный разделительный фильтр Z. Его звено C1L2R1C8 пропускает высшие частоты (5000 .,20 000 Гц), C2L3C3L4C9R2 - средние (450... 5000 Гц), LIC4C5-С7 - низшие (30...450 Гц). Датчик ЭМОС BQ1 установлен на подвижной системе низкочастотной головки ВЗ. Напряжение, появляющееся на нем при работе громкоговорителя, усиливается полевым транзистором VI1 и через ФНЧ блока U2 и интегратор блока U1 поступает на вход дифференциального каскада, выполненного на транзисторах VT9, VT11. Электронные устройства громкоговорителя питаются через трансформатор Т1. Стабилизированные напряжения питания +14 и -14В и не стабилизированное напряжение +32В обеспечивает блок питания U3, нестабилизированные напряжения +40 и -40В, а также +38 и -38В - выпрямители на диодах VD1-VD4 и VD5-VD8 соответственно.

Согласие на обработку персональных данных клиентов

Физическое лицо, регистрируясь, оформляя заказ через корзину или отправляя персональные данные через веб-формы на интернет-сайтах , www.pro-karaoke.ru , обязуется принять настоящее Согласие на обработку персональных данных (далее - Согласие). Принятием Согласия является регистрация на интернет-сайте. Действуя свободно, своей волей и в своем интересе, а также подтверждая свою дееспособность, физическое лицо дает свое согласие ООО «Дип Саунд», которому принадлежат сайты , www.pro-karaoke.ru , и которое расположено по адресу, указанному в контактах , на обработку своих персональных данных со следующими условиями:

1. Данное Согласие дается на обработку персональных данных, которая осуществляется любым законным способом, как без использования средств автоматизации, так и с их использованием. ООО «Дип Саунд» осуществляет сбор персональных данных, в том числе посредством информационно-телекоммуникационной сети Интернет, а также запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение персональных данных граждан Российской Федерации с использованием баз данных, находящихся на территории Российской Федерации.

2. Согласие дается на обработку следующих моих персональных данных:

1) Персональные данные, не являющиеся специальными или биометрическими: фамилия, имя, отчество, номер телефона, адрес электронной почты, адрес доставки (получения) заказа.

2) Персональные данные не являются общедоступными.

3. Цель обработки персональных данных: исполнение договорных обязательств перед клиентом/контрагентом и иными субъектами персональных данных. Предоставленная информация используется для идентификации Пользователя, зарегистрированного на сайте, для оформления заказа или заключения Договора купли-продажи товара дистанционным способом, исполнения обязательств перед Покупателем (по договору купли-продажи в рамках Условий Заказа), предоставления Пользователю доступа к персонализированным ресурсам Сайта, установления с Пользователем обратной связи, включая направление уведомлений, запросов, касающихся использования сайтов , www.pro-karaoke.ru , оказания услуг, обработку запросов и заявок, уведомления Пользователя Сайта о состоянии Заказа, обработки и получения платежей, обработки отзывов на сайте , www.pro-karaoke.ru , предоставления эффективной клиентской и технической поддержки при возникновении проблем связанных с использованием сайта, клиентской поддержки, проведения и контроля качества обслуживания, организации доставки товара Покупателям, отзывов, контроля удовлетворенности товарами, а также качества услуг, оказываемых Продавцом. Сервисные сообщения, информирующие Покупателя о заказе и этапах его обработки, отправляются автоматически и не могут быть отклонены Покупателем.

В некоторых случаях ООО «Дип саунд» может осуществлять сбор не персональных (агрегированных или демографических) данных с помощью файлов cookie, журналов истории доступа и Web-счетчиков. Эта информация не является конфиденциальной и используется для того, чтобы лучше понять нужды и потребности пользователей и повысить уровень предоставляемых нами услуг. Субъектом персональных данных настоящим дается согласие на сбор, анализ и использование cookies, в том числе третьими лицами для целей формирования статистики и оптимизации рекламных сообщений. ООО «Дип Саунд» получает информацию об ip-адресе посетителя Сайтов , www.pro-karaoke.ru . Данная информация не используется для установления личности посетителя.

Подробная информацию о файлах cookie, и целях обработки по ссылке:

4. В ходе обработки с персональными данными будут совершены следующие действия: сбор; запись; систематизация; накопление; хранение; уточнение (обновление, изменение); извлечение; использование; передача (распространение, предоставление, доступ); обезличивание; блокирование; удаление; уничтожение.

Мы собираем, обрабатываем и храним личную информацию Клиентов в следующих случаях:

• при заполнении Клиентами веб-форм на сайтах , www.pro-karaoke.ru ;
• при получении заявок от Клиентов на отгрузку товаров и/или предоставление услуг;
• при оформлении заказа через корзину на сайтах , www.pro-karaoke.ru ;
• в процессе телефонных переговоров с Клиентами;
• посредством переписки по электронной почте с Клиентами;
• посредством переписки через онлайн-чат;
• при обновлении или добавлении Клиентом учётной записи на сайте (при наличии личного кабинета).

ООО «Дип Саунд» принимает необходимые организационные и технические меры для защиты персональной информации Пользователя от неправомерного или случайного доступа, уничтожения, изменения, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных действий третьих лиц.

Компания вправе осуществлять записи телефонных разговоров с Клиентом. При этом Компания обязуется: предотвращать попытки несанкционированного доступа к информации, полученной в ходе телефонных переговоров, в соответствии с п. 4 ст. 16 Федерального закона «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».

5. ООО «Дип Саунд» вправе передавать персональные данные третьим лицам, в частности, курьерским службам, организациям почтовой связи, ИТ-компаниям, подрядчикам, операторам электросвязи, компаниям, предоставляющим логистические и полиграфические услуги, исключительно в целях выполнения заказа, включая доставку товара.

ООО «Дип Саунд» обязывает таких третьих лиц путем включения соответствующих положений в договоры с такими лицами сохранять режим безопасности и конфиденциальности передаваемой им персональной информации. Персональные данные могут быть переданы уполномоченным органам государственной власти Российской Федерации только по основаниям и в порядке, установленным законодательством Российской Федерации.

6. Персональные данные обрабатываются до ликвидации организации. Также обработка персональных данных может быть прекращена по запросу субъекта персональных данных. Хранение персональных данных, зафиксированных на бумажных носителях осуществляется согласно Федеральному закону №125-ФЗ «Об архивном деле в Российской Федерации» и иным нормативно правовым актам в области архивного дела и архивного хранения.

7. Согласие может быть отозвано субъектом персональных данных несколькими способами:

Согласие может быть отозвано субъектом персональных данных или его представителем путем направления письменного заявления в ООО «Дип Саунд» или его представителю по адресу, указанному в начале данного Согласия. Согласие может быть отозвано субъектом персональных данных с помощью почтовой формы, расположенной по адресу:

Во всех случаях регистрация на сайтах , www.pro-karaoke.ru , а также вся информация, находящаяся в личном кабинете, удаляется без возможности восстановления информации.

8. В случае отзыва субъектом персональных данных или его представителем согласия на обработку персональных данных ООО «Дип Саунд» вправе продолжить обработку персональных данных без согласия субъекта персональных данных при наличии оснований, указанных в пунктах 2 – 11 части 1 статьи 6, части 2 статьи 10 и части 2 статьи 11 Федерального закона №152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 г.

9. Настоящее согласие действует все время до момента прекращения обработки персональных данных, указанных в п.7 и п.8 данного Согласия.

10. ООО «Дип Саунд» не несет ответственности за сведения, предоставленные Пользователем/Покупателем на Сайте в общедоступной форме (в социальных сетях, комментариях на сайте).

11.ООО «Дип Саунд» вправе вносить изменения в настоящую Политику путем размещения новой версии на

Нажимая кнопку "Я согласен", Вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных

Не согласен Я согласен

Важнейший показатель качества акустических систем (АС) - их способность воспроизводить без искажений весь динамический диапазон реальных музыкальных сигналов. Количественная его оценка - максимальный уровень развиваемого АС звукового давления : max SPL=S+10 lgP/Po (S--характеристическая чувствительность, дБ/Вт/м; Р - кратковременная (музыкальная) мощность, Вт; Po - 1 Вт). У широко распространенной AC 35AC-012 значение указанного параметра достигает 105, а у 100АС-003 - 109 дБ, при одинаковой характеристической чувствительности - 86 дБ/Вт/м. Для высококачественных зарубежных АС эта величина не менее 107...109 дБ . Известно, что эмоциональное воздействие музыки, звучащей в концертных залах, много сильнее, чем той же музыкальной программы, воспроизведенной бытовой АС в домашних условиях. По нашему мнению, это связано, прежде всего, с тем, что динамический диапазон и максимальный уровень звукового давления, обеспечиваемый бытовыми АС, заметно хуже, чем аналогичные показатели музыкальных инструментов, звучащих в концертных залах. Существующие рекомендации по выбору мощности электроакустических устройств не позволяют получить динамический диапазон, требуемый для высококачественного звуковоспроизведения. Так пиковые уровни звукового давления Lп, создаваемого в первых рядах концертного зала такими источниками естественного звучания, как рояль и оркестр из 18 музыкантов, равны соответственно 103 и 112 дБ, . АС, способная создать уровень звукового давления в диффузном поле Lд=Lп, должна обладать акустической мощностью Pa = 4V- 10 (0,1Lд-14) / Т (V - объем помещения, м, Т - время реверберации, с). А это значит, что при воспроизведении звучания названных выше музыкальных источников в помещениях объемом 50 и 100 м 3 акустическая мощность составит соответственно в первом случае 0,073 и 0,577 Вт, а во втором - 0,114 и 0,905 Вт. Поскольку коэффициент полезного действия современных АС не превышает 0,2 %, для создания указанных значений акустической мощности к АС следует подвести электрическую мощность опять же соответственно 37 и 288 Вт и 57 и 452 Вт. Отсюда следует однозначный вывод - наиболее распространенные бытовые АС (35АС-012 и т. п.) не способны обеспечить пиковые уровни звукового давления даже скромного по составу оркестра, вследствие этого и динамический диапазон, поскольку предельно допустимые уровни шума 30...45 дБ в жилых комнатах и концертных залах совпадают. В результате приходится либо мириться с ограничением пиков, сопровождающимся характерными нелинейными и динамическими искажениями, либо снижать средний уровень громкости, что из-за особенностей слуха также нарушает субъективное восприятие реальной музыкальной программы.

Из сказанного следует, что для обеспечения высокой верности воспроизведения необходимо использовать АС с расширенным динамическим диапазоном. В настоящее время желательность развиваемого АС максимального уровня звукового давления 108...109 дБ/ Вт/м является технически и. экономически оправданной. Для его достижения на базе головок с характеристической чувствительностью 86 дБ/Вт/м необходимо создание АС с кратковременной мощностью порядка 300 Вт. Более дешевым и простым путем реализации этого требования было бы использование головок с характеристической чувствительностью 92... 94 дБ/Вт/м, что и делается за рубежом, но у нас такие головки практически не выпускаются. Необходимо подчеркнуть, что столь высокие уровни мощности АС и соответственно усилителей ЗЧ необходимы не для увеличения среднего уровня громкости, а для обеспечения неискаженного воспроизведения пиков записанных программ. Ссылки некоторых противников мощных АС и УМЗЧ на санитарные нормы , ограничивающие из-за возникновения болевых ощущений уровень звукового давления значением 100 дБ, некорректны, ибо они относятся к шуму, а не к музыке. Воздействие же музыкального сигнала принципиально отличается от воздействия шума из-за интегрального свойства слуха. В музыкальных программах пики звукового давления 104... 109 дБ болевых ощущений не вызывают. Наш опыт длительной эксплуатации в жилой комнате объемом 100 ма АС с высоким средним звуковым давлением 0,45 Па при подводимой мощности до 2 х (100...120) Вт свидетельствует, что никаких болевых ощущений у кого-либо из слушателей не наблюдалось. Вместе с тем все они без исключения и, особенно, люди с профессиональным развитым слухом отмечали высокую верность звучания, в первую очередь, за счет верной передачи динамического диапазона музыкальных программ. Зарубежный опыт конструирования высококачественных электроакустических устройств показывает, что предназначенные для них бытовые усилители имеют выходную мощность от 2х100 до 2х200 Вт и более, что хорошо согласуется с приведенным выше расчетом. У нас также наблюдается устойчивая тенденция к росту мощности высококачественных усилителей: от 2х25 Вт («Одиссей-001-стерео» - 70-е годы) до 2х100 Вт («Форум-стерео», «Корвет-УМ-048-стерео» - конец 80-х). Причем для «Корвета-УМ-048-стерео» завод рекомендует использовать АС с паспортной мощностью не менее 100 Вт на канал.

С учетом приведенных выше соображений нами была сконструирована АС с паспортной мощностью 150 Вт. Номинальная ее мощность - 75 Вт; диапазон воспроизводимых частот при неравномерности АЧХ±2 дБ -25...20 000 Гц; характеристическая чувствительность - 89 дБ/Вт/м; суммарный коэффициент гармоник - 1,6 %.

Принципиальная схема АС представлена на рис. 1. В качестве НЧ излучателей выбраны две головки 75ГДН-3. Для согласования АС с усилителем сопротивление каждой из параллельно включенных головок должно быть 8 Ом. Функции СЧ излучателей выполняют две головки 20ГДС-1-4. Эти головки выпускаются с активным сопротивлением 4 и 8 Ом . Для нашей АС более предпочтительными с позиций согласования отдачи НЧ и СЧ звеньев были бы две последовательно соединенные четырехомные головки. Однако поскольку их нет в широкой продаже, нами были выбраны параллельно включенные восьмиомные головки с последовательным резистором в схеме разделительного фильтра для выравнивания отдачи относительно НЧ звена. В ВЧ звене работают две головки 6ГДВ-4-8, включенные последовательно. Они эффективно воспроизводят высшие звуковые частоты, начиная с 3000...3500 Гц, что упрощает их согласование с СЧ излучателями. В показано, что наиболее эффективное демпфирование и снижение искажений излучателей НЧ достигается при охвате комплекса АС-УМЗЧ электромеханической обратной связью (ЭМОС). В связи с этим параметры разделительных фильтров АС (см. рис. 1) выбирались не только из соображений надлежащего выделения полос, но и с учетом их влияния на действие ЭМОС (емкости конденсаторов С1-C2-С3, включение резистора R1). Дополнительно снизить искажения позволяют сдвоенные НЧ излучатели . Такой способ можно рекомендовать как усовершенствование предложенной конструкции АС, особенно если введение ЭМОС затруднено.

Рис.1. Принципиальная схема фильтра акустической системы

Корпус АС (рис. 2) изготовлен из древесностружечной плиты толщиной 18 мм, на которую наклеен с наружной стороны слой фанеры толщиной 5...6 мм. Передняя панель а и задняя стенка б - съемные и крепятся к вертикальным брускам, закрепленным по периметру боковых стенок в и г корпуса с помощью шурупов. К горизонтальным брускам крепят крышку д и дно е корпуса. Передняя панель АС изготовлена из склеенных друг с другом столярным, казеиновым либо эпоксидным клеем трех слоев фанеры толщиной 9 мм. Все головки установлены с наружной стороны панели, под их фланцы стамеской выбраны необходимые углубления. На установочные места нанесены слои пластилина, после чего головки закреплены шурупами. На внутренней стороне задней стенки размещены платы с элементами разделительных фильтров, разъем для подключения АС к усилителю, а также согласующие резисторы R2 и R4, движки которых выведены под шлиц на наружную сторону.

Рис.2. Чертеж корпуса акустической системы

Катушки фильтров намотаны на каркасах из изоляционного материала. Диаметр каркаса катушки L1 - 50, а остальных - 18 мм, длина намотки - соответственно 27,5 и 25 мм. Катушка L1 содержит 140 витков провода ПЭВ-2 1,71; L2 - 176, a L4 - 145 витков провода ПЭВ-2 1,0. Катушка L3 состоит из 295 витков провода ПЭВ-2 0,64. Конденсаторы разделительных фильтров МБГО-2 и К42-11 (можно и К73-11). В описываемой АС предусмотрено акустическое демпфирование НЧ и СЧ излучателей. Для демпфирования НЧ излучателей применена панель акустического сопротивления (ПАС), установленная в фазоинверторе. Туннель образован П-образной подставкой под АС и полом. ПАС изготавливают из фанеры, гетинакса или пластмассы толщиной 10 мм (рис. 2). Одну из поверхностей панели смазывают клеем «Момент» и с натяжением приклеивают к ней ткань (подойдет неоднократно стиранный батист или упаковочная ткань). ПАС крепят снаружи ко дну ящика шурупами тканью вовнутрь. Головки СЧ звена демпфированы в соответствии с рекомендациями . На рис. 3 представлена характеристика АС по модулю полного сопротивления для оптимального типа ткани.

Рис.3. Характеристика АС по модулю полного сопротивления

Все внутренние поверхности ящика, за исключением передней панели и окна под ПАС в основании АС, оклеены звукопоглащающим материалом (войлоком, поролоном) толщиной 15...18 мм. СЧ головки изолированы от общего объема АС боксами из фанеры толщиной 6...8 мм. Для этой цели подойдут и алюминиевые миски с вырезанными в них отверстиями под магнитную систему. Щель между магнитной системой и краями отверстия нужно замазать пластилином. В том и другом случае бокс заполняется неплотно уложенной ватой. Переднюю панель закрывают деревянной рамкой, с натянутой на нее легкой (звукопроницаемой) тканью темных тонов. Рамка изготовлена из брусков сечением 20х25х31 мм. Наружные ее размеры - 999х496 мм. По углам к ней прикреплены четыре штифта диаметром 4 и длиной 22 мм, которые входят в подпружиненные гнезда на передней панели корпуса АС (на рисунке не показаны).

ЛИТЕРАТУРА:

1. Алдошина И. Мощности акустических систем и громкоговорителей.- Радио, 1986, № 3, с. 39-40.

2. Алдошина И., Войшвилло А. Высококачественные акустические системы и излучатели.- М.: Радио и связь, 1985, с. 168.

3. Терещук Р., Терещук К., Седов С. Полупроводниковые приемо-усилительные устройства.- Справочник радиолюбителя.: Киев, Наукова думка, 1987.

4. Сухов Н., Бать С. и др. Техника высококачественного звуковоспроизведения.- Киев: Техника, 1985.

5. Анерт В., Райнхардт В. Основы техники звукоусиления.- М.: Радио и связь, 1984.

6. Митрофанов Ю., Пикерсгиль А. Акустические системы с электромеханической обратной связью.- Радио, 1970, № 5, с. 25, 26.

7. Жбанов В. О демпфировании динамических головок.- Радио, 1987, № 4, с. 31-34.

8. Жбанов В. Пути уменьшения габаритов акустических систем.- Радио, 1987, № 2, с. 29-31.

9. Попов П., Шоров В. Повышение качества звучания громкоговорителей.- Радио, 1983, № 6, с. 50-53.

И. БЕСПАЛОВ, А. ПИКЕРСГИЛЬ, г. Одесса

Журнал "Радио", №12 1989 г.

Акустическая система по-прежнему остается самым консервативным звеном в цепи звуковоспроизведения. В подавляющем большинстве моделей в качестве электроакустических преобразователей используются электродинамические головки. В них диффузор приводится в движение за счет взаимодействия тока, протекающего по звуковой катушке, с полем магнитной системы.

Звуковая волна, которую мы в результате и слышим, возникает благодаря колебанию конуса диффузора. Для правильного воспроизведения требуется, чтобы для всех слышимых частот звуковое давление было одинаково. Однако если взглянуть на частотную характеристику громкоговорителя, свободно подвешенного в пространстве, то обнаружится, что при понижении частоты сигнала, начиная с некоторого ее значения, уровень давления будет плавно падать. Принципиальная проблема всех громкоговорителей заключается в том, что они излучают звук как вперед, так и назад с одинаковой интенсивностью. Звук распространяется в воздухе с постоянной скоростью, и поскольку сами излучатели относительно малы по сравнению с длиной волны на низких частотах, излучение спереди и сзади от диффузора взаимно компенсирует друг друга. Этот эффект называется акустическим коротким замыканием. На высоких частотах длина волны мала, и волна не успевает обогнуть головку за один период колебания, и излучаемая энергия увеличивается. Граничная частота, ниже которой эффективность головки падает, зависит от размеров диффузора и определяется конечным значением скорости звука в воздухе. Например, для головки диаметром 20 см спад начинается ниже одного 1 кГц. С уменьшением диаметра частота повышается.

Наиболее распространенные варианты акустического оформления

Низкочастотных громкоговорителей:

1. закрытое;
2. фазоинвертор с простым отверстием, в которое может быть помещен пассивный радиатор;
3. самый распространенный фазоинвертор в виде трубы;
4. лабиринт – технически сложное и дорогое решение

Чтобы исключить акустическое замыкание, динамической головке создают акустическое оформление, то есть помещают в корпус. Самое простое оформление открытое, когда задняя стенка у прямоугольного корпуса просто отсутствует или представляет собой перфорированную панель. У автономных акустических систем для высококачественного воспроизведения такое оформление не встречается, но у большинства телевизоров, переносных магнитол и радиоприемников акустическое оформление — открытое. Основное достоинство такого оформления в том, что оно не повышает резонансной частоты головки, ниже которого головка просто не работает. А самый серьезный недостаток — относительно большие размеры, когда требуется воспроизведение низших частот звукового диапазона.

Характеристика акустики в области низких частот должна быть максимально гладкой, чтобы при воспроизведении импульсов, а музыка — это практически одни импульсы, не появлялось дополнительных призвуков и послезвучания. Если произвести расчет объема акустической системы, то для современных головок он будет чрезмерно большим — порядка 150 литров, что абсолютно неприемлемо для современной квартиры по эстетическим соображениям.

Поскольку при колебании диффузора задняя сторона излучает половину акустической мощности, а в закрытой акустике эта мощность пропадает, интересно попытаться ее использовать. Для этого нужно найти способ изменить фазу звуковой волны от задней стороны на противоположную, и тогда при достижении плоскости передней панели произойдет акустическое сложение, а не вычитание. Решение было предложено очень давно (еще в 1937 году) и получило название акустического оформления с фазоинвертором. Однако монополию открытых систем нарушило сначала закрытое акустическое оформление, когда головка помещалась в закрытый корпус. Пионером такой конструкции принято считать Acoustic Research, выпустившую в 50-х годах прошлого века первую закрытую акустическую систему AR1. А ее двухполосная система AR2a (появилась в 1957 году) считается родоначальницей всей полочной акустики.

Современный громкоговоритель — крайне неэффективное электродинамическое устройство. Он преобразует в зависимости от конструкции в акустическую мощность только от 0,25 до 2,5% подводимой электрической мощности. Остальная мощность выделяется в виде тепла.

Для закрытых систем крутизна спада ниже частоты резонанса составляет 12 дБ на октаву. Такой спад можно частично компенсировать расположением акустической системы в помещении относительно стен. Кроме того, регуляторы тембра, выполненные по классической схеме, имеют характеристику с таким же наклоном и также позволяют компенсировать спад АЧХ в области НЧ. Однако подъем более чем на 6 дБ невозможен, поскольку при дальнейшем увеличении вступает в силу фактор максимальной подводимой мощности, превышение которой может вызвать механическое разрушение головки из-за перегрева звуковой катушки. Поэтому максимальная подводимая мощность оказывается одним из главных параметров, определяющих низкочастотную границу воспроизводимых акустической системой частот.

Простейший конструктивный вариант фазоинвертора — это отверстие (порт). Однако на практике такое решение используется редко. Поскольку параметры воздуха зависят от атмосферных условий (температуры и влажности), то порт можно закрыть пассивным радиатором. Но значительно чаще фазоинвертор выполняется в виде трубы. В этом случае, кроме головки и воздуха в корпусе, добавляется еще и объем воздуха в трубе.

Другой способ заставить работать звуковой фронт, излучаемый задней стороной диффузора, — это лабиринт, изогнутый вариант длинной линии. Но такая конструкция получается очень сложной, особенно если учесть, что общая длина лабиринта получается более двух метров, а значит, дорогой. Порт фазоинвертора может располагаться как на передней стенке корпуса (что более правильно), так и на задней. Для напольных моделей встречается и донный вариант, когда порт работает в пол. Понятно, что полочную акустику с портом на задней стенке нельзя устанавливать на полку (отверстие фазоинвертора будет закрыто, и он не будет работать), а только на подставки. При этом теряется вся прелесть ее компактности.

Несмотря на широкое распространение акустического оформления с фазоинвертором (если посмотреть наши тесты за последние два года, то едва ли не единственной акустической системой с закрытым оформлением окажется полочная Yamaha NS-6940), оно имеет ряд недостатков. Основная проблема оформления с фазоинвертором — это увеличение коэффициента нелинейных искажений на низких частотах по сравнению с закрытыми системами. Поскольку все результаты измерений акустических систем опубликованы в журнале, то можно легко оценить уровень КНИ в области работы фазоинвертора.Современные акустические системы строятся исходя не из законов физики, а в угоду требованиям моды интерьерного дизайна. Для качественного (в первую очередь без искажений) воспроизведения низких частот нужна головка с большим диффузором, размещенная в ящике большого объема. Снижение граничной частоты акустической системы на треть октавы в области 50 Гц потребует удвоения объема корпуса. Это, собственно, и имеет место в столь многочисленных ныне сабвуферах. Последний пример — новый сабвуфер фирмы Cabasse.

Еще одна особенность фазоинвертора — акустический шум. Причина в возникновении завихрений на выходе из порта. Существенно снизить шум путем выравнивания потока на выходе можно, изменив форму раскрыва трубы фазоинвертора. Специальные меры для создания нешумящих портов применяют многие изготовители акустики, среди которых B&W, JBL, Infinity, Polk и другие.

Можно высказать еще одно предположение, почему получили распространение малогабаритные АС с фазоинвертором. Поскольку большинство из них воспроизводит не музыкальные звуки, а низкочастотные эффекты, без которых немыслим домашний кинотеатр, то их специфический окрас (за счет относительно больших искажений в НЧ-области) придает их звучанию неестественную сочность и гипертрофированную живость. Это то и делает их более привлекательными если не в глазах (или, точнее, ушах) покупателей, то в умах маркетологов фирм-призводителей и продавцов.

Из журнала Stereo&Video