Вход/Регистрация
Вход через соц. сети
Хотите больше знать об акустике и о том, что с ней связано

Методика создания акустических систем (часть №4)

Если Вы обнаружите минимумы импеданса около 3 Ом, не расстраивайтесь. Некоторые модели АС известных фирм имеют минимум до 2,6 Ом. Одна — две модели даже 2 Ом! С другой стороны, ничего хорошего в таких "провалах" импеданса нет. Усилители перегреваются, работая на такую нагрузку, если Вы слушаете музыку громко. Растут искажения усилителя в области минимумов сопротивления акустической системы.

Для ламповых триодных усилителей особенно опасны минимумы в области низких и средне-низких частот. При этом если импеданс падает ниже 3 Ом, возможен выход из строя выходных ламп. Выходные пентоды в таких случаях не ломаются.

Важно помнить, что выходное сопротивление усилителя участвует в настройке фильтра акустической системы. Например, если обеспечить форсаж на 1 дБ области Fc, настраивая АС с транзисторным усилителем, у которого почти нулевое выходное сопротивление, то при подключении этих акустических систем к ламповому усилителю (типовое выходное сопротивление ~2 Ом) от форсажа не останется и следа. АЧХ будет другой. Для повторения характеристики, достигнутой с транзисторным усилителем, в случае работы с ламповым аппаратом, придется создать другой фильтр.

Слушатель, способный к развитию собственной личности, со-временем приходит к пониманию ценности хороших ламповых усилителей. По этой причине я обычно настраиваю АС с ламповым усилителем, а при подключении к транзисторному усилителю последовательно с АС ставлю 10-и Ваттный малоиндукционный (не более 4-8 uН) резистор сопротивлением 2 Ом.

Если Вы обладаете транзисторным усилителем, но не исключаете возможность приобретения в будущем ламповой техники, то подключайте при настройке и последующей эксплуатации Ваши АС к выходу усилителя через вышеуказанные резисторы. Тогда, при переходе на ламповый усилитель, не потребуется настраивать АС заново, достаточно подключиться к нему напрямую, без резисторов.

Для тех, кто не может раздобыть генератор, рекомендую найти тестовый CD с дорожками, содержащими испытательные сигналы для оценки АЧХ. При этом Вы не сможете плавно менять частоту испытательного сигнала и пропустите точку самого глубокого падения импеданса в области его спада. Тем не менее, даже приблизительная оценка частотной характеристики импеданса будет полезна. Для ориентировочной оценки псевдошумовые сигналы в треть-октавных полосах даже удобнее, чем синусоидальные. Такие сигналы есть на тестовом CD журнала "Салон AV" (#07 от 2002 года).

В крайнем случае можно обойтись без измерений импеданса, если ограничить форсаж отдачи на частоте среза фильтра величиной 1 дБ. При этом условии импеданс вряд-ли упадет сильнее чем на 20%. Например, для 4-х Омной АС это соответствует минимуму в 3,2 Ом, что допустимо.

Учтите, что "поймать" параметры элементов фильтра, нужные для желаемой коррекции АЧХ, Вам придется самостоятельно. Предварительный расчет пробных фильтров нужен чтобы изначально не промахнуться "на километр".

В простой фильтр НЧ-СЧ головки можно добавлять резисторы для некоторых манипуляций с АЧХ, которые могут потребоваться при настройке Ваших АС.

Если средний уровень звукового давления этого динамика выше соответствующего параметра ВЧ головки, необходимо включить последовательно с динамиком резистор. Варианты включения — на Рис. 6а и 6б.

Варианты

Величину необходимого снижения отдачи НЧ-СЧ головки, выраженную в дБ обозначим символом N. Тогда:

Импеданс

, где Rд - среднее значение импеданса динамика.

Можете вместо расчетов воспользоваться следующей информацией:

Таблица 1

1 дБ ~10% или изменение уровня в 1,1 раза;
2 дБ ~25% или изменение уровня в 1,25 раза;
3 дБ ~40% или изменение уровня в 1,4 раза;
4 дБ ~60% или изменение уровня в 1,6 раза;
5 дБ ~80% или изменение уровня в 1,8 раза;
6 дБ ~100% или изменение уровня в 2 раза.

Снижение

, где Vус - действующее значение напряжения на выходе усилителя. Vд - то же на динамике. Vд меньше, чем Vс, благодаря ослаблению сигнала резистором R1. Кроме того, N = Nвч - Nнч, где Nнч и Nвч уровень звукового давления развиваемый, соответственно, НЧ и ВЧ головками. Эти уровни - усредненные по полосам воспроизводимым НЧ и ВЧ головками. Естественно, Nнч и Nвч измеряются в дБ.

Пример быстрой оценки необходимой величины R1:

Для N = 1 дБ; R1 = Rд (1,1 - 1) = 0,1 Rд.

Для N = 2 дБ; R1 = Rд (1,25 - 1) = 0,25 Rд.

...

Для N = 6 дБ; R1 = Rд (2 - 1) = Rд.

Более конкретный пример:

Rд = 8 Ом, N = 4 дБ.
R1 = 8 Ом (1,6 - 1) = 4,8 Ом.

Как рассчитать мощность R1?

Пусть Рд - паспортная мощность НЧ-СЧ громкоговорителя, PR1 - допустимая мощность, рассеиваемая R1.Тогда:

Мощность

Не следует затруднять отвод тепла от R1, то есть не надо обматывать его изолентой, заливать термоклеем и т. п.

Особенности предварительного расчета фильтра с R1:

Для схемы на Рис. 6б значения L1 и C1 рассчитываются на воображаемый динамик, суммарное сопротивление которого RΣ = R1 + Rд. При этом L1 получается больше, а C1 — меньше, чем у фильтра без R1.

Для схемы на Рис. 6а - все наоборот: введение в схему R1 требует уменьшения L1 и увеличения С1. Проще рассчитывать фильтр по схеме Рис 6б. Пользуйтесь именно этой схемой.

Дополнительная коррекция АЧХ при помощи резистора:

Если, для улучшения равномерности АЧХ, необходимо уменьшить подавление фильтром сигналов выше частоты среза, можно применить схему, приведенную на Рис. 7.

Применение R2 в этом случае приводит к уменьшению отдачи в Fс. Выше Fc отдача, напротив, растет по сравнению с фильтром без R2. Если необходимо восстановить близкую к исходной АЧХ (измеренной без R2), следует уменьшить L1 и увеличить C1 в одинаковой пропорции. На практике диапазон R2 находится в пределах: R2 ~= (0,1-1) * Rд.

Дополнительная

Коррекция АЧХ:

Простейший случай: на достаточно равномерной характеристике имеется зона завышенной отдачи ("презенс") в области средних частот. Можно применить корректор в виде резонансного контура (Рис. 8).

Коррекция

На частоте резонанса

Частота

Контур имеет некоторое значение импеданса, в соответствии с величиной которого сигнал на динамике ослабляется. Вне частоты резонанса ослабление уменьшается, таким образом, контур может избирательно подавлять "презенс". Ориентировочно рассчитать, значения L2 и C2 в зависимости от Fp и степени подавления N2 (в дБ) можно так:

Индукция

Емкость

Удобно воспользоваться таблицей 1. Нарисую ее по другому:

Изменение уровня, в дБ Относительное изменение уровня (Δ).
1 1,1
2 1,25
3 1,4
4 1,6
5 1,8
6 2
7 2,2
8 2,5
9 2,8
10 3,16
11 3,55
12 4

Индуктивность

Емкость

Пример. Необходимо подавить "презенс" с центральной частотой 1600 Гц. Импеданс громкоговорителя - 8 Ом. Степень подавления: 4 дБ.

пример

Пример

Конкретная форма АЧХ громкоговорителя может потребовать более сложной коррекции. Примеры на Рис. 9.

Конкретная

Случай на Рис. 9а - самый простой. Легко подобрать параметры корректирующего контура, так как "презенс" имеет форму "зеркальную" возможной характеристике фильтра.

На Рис. 9б показан другой возможный вариант. Видно, что простейший контур позволяет "разменять" один большой "горб" на два маленьких с небольшим провалом АЧХ в придачу. В таких случаях нужно сначала увеличить L2 и уменьшить С2. Это расширит полосу подавления до нужных пределов. Затем следует зашунтировать контур резистором R3, как показано на Рис. 10. Величина R3 выбирается исходя из необходимой степени подавления сигнала, подаваемого на динамик в полосе, определяемой параметрами контура. R3 = Rд (Δ - 1)

Шунтирование

 Пример: Надо подавить сигнал на 2 дБ. Динамик - 8 Ом. Обращаться к Таблице 1. R3 = 8 Ом (1,25 - 1) = 2 Ом.

Как в этом случае происходит коррекция, показано на Рис. 9в.

Для современных громкоговорителей довольно характерно сочетание двух проблем: "презенс" в области 1000-2000 Гц и некоторый избыток верхней середины. Возможный вид АЧХ показан на Рис. 11а.

Возможный

Наиболее свободный от вредных "побочных" эффектов способ коррекции требует небольшого усложнения контура. Корректор показан на Рис. 12.

Усложненный

Резонанс контура L2, С2 нужен, как обычно, для подавления "презенса". Ниже Fp сигнал почти без потерь проходит на динамик через L2. Выше Fp сигнал идет через С2 и ослабляется резистором R4.

Оптимизируется корректор в несколько этапов. Так как введение R4 ослабляет резонанс контура L2,C2, то изначально следует выбрать L2 больше, а C2 меньше. Это обеспечит избыточное подавление на Fp, которое нормализуется после введения R4. R3 = Rд (Δ - 1), где "Δ" - величина подавления сигналов выше Fp. "Δ" выбирается в соответствии с избытком верхней середины, сверяясь с таблицей 1. Этапы коррекции условно проиллюстрированы на Рис. 11б.

В редких случаях требуется обратное воздействие на наклон АЧХ при помощи корректирующей цепи. Ясно, что для этого R4 должен переместиться в цепь L2. Схема на Рис. 13.

Корректирующая

Проблемная АЧХ и ее коррекция для этого случая показана на Рис. 14.

Проблемная

При опредленном сочетании величин L2, C2 и R4 корректор может не иметь особенного подавления на Fp. Пример, когда необходимо именно такая коррекция, показан на Рис. 15.

Коррекция

 

При необходимости можно использовать фильтр второго порядка и корректирующий контур совместно. Варианты включения - на Рис. 16.

Совместное

ри одинаковых номиналах элементов вариант а) обеспечивает большую отдачу на средних частотах и на частоте среза. В принципе, подбором значений элементов можно почти уровнять АЧХ АС для обоих вариантов фильтра. По некоторым причинам, о которых долго говорить, советую чаще применять вариант а). Иногда очень выраженный "презенс" требует применения варианта б). Совместная работа фильтра и корректора проиллюстрирована на Рис. 17.

Совместная

Рассмотрим фильтры для ВЧ динамиков.

Для ВЧ головок гораздо чаще, чем для НЧ динамиков, применим фильтр первого порядка, то есть просто конденсатор включенный последовательно с громкоговорителем. То, что такой простой фильтр вносит ощутимый наклон в АЧХ динамика, не так пагубно влияет на звучание, как в случае НЧ динамика. Во-первых, нередко этот наклон частично компенсируется плавным комплементарным (взаимодополняющим) наклоном АЧХ НЧ динамика в той же частотной области. Во-вторых, некоторый "провал" в области нижнего верха (3-6 кГц) вполне допустим по результатам субъективных экспертиз. Возможный ход АЧХ ВЧ-динамика без фильтра, с фильтром и совместно с НЧ динамиком показан на Рис. 18.

Фильтр

Не следует бояться экспериментов с подключением ВЧ динамика в противофазе с НЧ громкоговорителем. Иногда это один из немногих способов добиться хорошего звучания. Наиболее вероятные результаты перемены полярности ВЧ головки показаны на Рис. 19

Перемена

Часть №1

Часть №2

Часть №3

Часть №5

Часть №6

Часть №7 - заключительная

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги

Радиолюбителю

Новости

  • 22 Января 2015
    Первый в мире bluetooth-граммофон
    Gramovox — bluetooth-граммофон, работающий на одной зарядке 15 часов. Устройство оснащено металлическим горном,...
  • 05 Августа 2013
    Сумасшедшие колонки
    Уникальная акустическая система Xcellon DWS-100B удивит вас танцем воды и световым шоу. Две колонки, питающиеся от USB портов,...
  • 22 Октября 2012
    Обновление сайта
    Вот в очередной раз обновили сайт. Работ было много сделано в короткий срок, так что возможны разные баги на сайте. Что...
  • 05 Марта 2011
    Парящая акустика
    Внешний вид акустики Dome, состоящей из двух сателлитов и сабфуфера, весьма привлекательный за счет геодизайна. Корпуса и...
  • 05 Марта 2011
    Акустика из переработанной бумаги
    Эко меломаны будут обожать TAU акустику за их экологический состав. Сделаны из переработанных материалов, составляющих акустической...
  • Все новости

Последние комментарии

  • Сложно выбрать акустики, черт! Подробнее...
    By Павел Сайк
  • Замечательно выглядят Подробнее...
    By Павел Сайк
  • Конечно кабель влияет ну звук! Это очевидно для те... Подробнее...
    By Alex
  • Яплакалъ, столько трудов ради шмистаря говняного Подробнее...
    By Александр
  • Добрый день. Помогите с размером трубы для настрой... Подробнее...
    By вячеслав
Наверх