Мы расскажем как сделать акустику своими руками

Акустическая система со сдвоенным головками

 

Акустические системы (АС) со сдвоенными головками[1] заинтересовали в свое время немало радиолюбителей. Многие из них остановили свой выбор именно на таких АС и, судя по отзывам, довольны их звучанием.

Интерес к сдвоенным головкам проявили и некоторые зарубежные фирмы. Например, в 1985 г. фирма «Jamo» рекламировала ряд новых АС, утверждая в рекламном проспекте[2], что их большая мощность и высокая верность воспроизведения при относительно небольших габаритах достигнуты благодаря применению сдвоенных головок. Однако отсутствие глубокого анализа и, главное, практических рекомендаций по конструированию АС с такими головками, а также появление в продаже современных низкочастотных компрессионных излучателей несколько снизили интерес радиолюбителей к сдвоенным динамическим головкам.

Исследования последних лет позволили выявить новые достоинства этого вида излучателей. Кстати, оказалось, что его оптимальная конструкция та, в которой динамики обращены диффузорами одна к другой, поэтому в дальнейшем речь пойдет только об этом варианте.

Основные достоинства сдвоенной головки (по сравнению с одиночной) — более гладкая АЧХ, меньшие нелинейные искажения и меньший требуемый объем ящика акустического оформления.

АЧХ сглаживается благодаря взаимному демпфированию головок, из которых составлена сдвоенная[1]. Каждая одиночная головка в пределах допускаемых отклонений имеет свою, обусловленную технологией производства, неравномерность АЧХ, поэтому частоты пиков и провалов на их АЧХ не совпадают. В сдвоенной головке часть этих пиков и провалов взаимно компенсируются.

Нелинейные искажения уменьшаются из-за того, что сдвоенная головка (в отличие от одиночной) представляет собой симметричную электро-механоакустическую систему. По этой причине сопротивление воздушной среды с ее обеих сторон практически одинаково, обусловленное конструктивными особенностями и свойствами материала различие гибкости подвеса у головок некоторых типов при движении диффузора вперед и назад отсутствует. Наконец, асимметрия распределения магнитной индукции в зазоре магнитной системы, отрицательно влияющая на уровень второй гармоники[3], в сдвоенной головке не проявляется.

Конечно, существуют и другие способы снижения нелинейных искажений АС. Для уменьшения четных гармоник шведская фирма «Audio-Pro», например, в низкочастотном блоке AC B4-200 устанавливает две (из четырех) низкочастотные головки магнитными системами наружу[3]. Однако рассредоточение излучателей порождает интерференцию звуковых волн и сужает диаграмму направленности АС.

Внешний вид сабфувера Audio Pro B4-200
Рис. 1. Внешний вид сабфувера Audio Pro B4-200.

Фирма «Jamo» нашла более совершенное решение. В низкочастотном звене она применила одну мощную сдвоенную головку, поместив ее на горизонтальной доске (см. рис. 2, а), под которой расположен рупор, направляющий звук в сторону слушателя и согласовывающий механическое сопротивление подвижной системы головки с воздушной средой[4]. Что же касается объема ящика, то он уменьшается благодаря тому, что результирующая гибкость подвеса сдвоенной головки по сравнению с одиночной снижается вдвое. Масса же подвижной системы сдвоенной головки возрастает во столько же раз, поэтому частота основного механического резонанса не изменяется.

Для сохранения расчетной резонансной частоты сдвоенной головки в акустическом оформлении требуется ящик объемом, вдвое меньшим, чем для одиночной головки того же типа, что видно из следующих соотношений[4]:

fя/fr = √(cг/cя + 1);

ся = 1,14V / D4эфф,

где: fя и fr — резонансные частоты головки соответственно в ящике и открытом воздушном пространстве, cг и ся — гибкость подвеса головки и воздуха в ящике, V — объем ящика, D4эфф — эффективный диаметр диффузора. Поскольку значение D4эфф сдвоенного динамика такое же, как и одиночного, для выполнения приведенных соотношений при уменьшении гибкости cг в 2 раза необходимо уменьшить гибкость ся, а следовательно, и объем V во столько же раз (по сравнению с двумя головками, установленными отдельно, объем уменьшится в 4 раза).

Казалось бы, увеличивая число головок, работающих на одно отверстие АС, можно еще в большей степени уменьшить ее габариты[5]. Однако на практике головки не удается сблизить настолько, чтобы их геометрические размеры не сказались на фазовых сдвигах звуковых волн, излучаемых крайними головками, В этом случае длина пути распространения звуковых волн от крайней внутренней головки до крайней наружной становится соизмеримой с длинами излучаемых волн, что в конечном счете приводит к вычитанию и искажению звуковых сигналов (вот почему нельзя сдваивать средне- и высокочастотные головки). Кроме того, снижение КПД в этом случае станет ощутимым.

Предлагаемая вниманию читателей АС представляет собой громкоговоритель-фазоинвертор с полезным внутренним объемом 50 л. В качестве низкочастотного излучателя применена сдвоенная головка, составленная из 6ГД-2, в качестве средне- и высокочастотного — соответственно 15ГД-11 и 6ГД-13. Сдвоенная головка установлена на наклонной доске (см. рис. 2, б), образующей вместе с боковыми и нижней стенками ящика рупор, который, по мнению автора, удачней направлен на слушателя, чем в АС фирмы «Jamo» (рис. 2, а). Кроме того, при таком расположении доски со сдвоенной головкой более рационально используется объем ящика, что позволило уменьшить габариты и массу АС.

Рис. 2.Пример размещения сдвоенных динамикамов

Основные технические характеристики АС:

Номинальная мощность, Вт 12
Паспортная мощность, Вт, не менее 30
Номинальное электрическое сопротивление, Ом 4
Номинальный диапазон частот, Гц 30–18000
Габариты 360x300x800

Благодаря применению высокоэффективных низкочастотных головок 6ГД-2 громкость звучания при сравнительно небольшой номинальной мощности (12 Вт) не уступает промышленным акустической системы типа S-90 при подводимой к ним мощности 30 Вт. Что же касается качества звучания, то большинство слушателей отдает предпочтение описываемой ниже АС.

Принципиальная схема АС (за основу взят разделительный фильтр, описанный в [6]) изображена на рис. 3, конструкция показана на рис. 4. Ящик АС изготовлен из древесностружечной плиты толщиной 20 мм, обклеенной бумагой, имитирующей ценные породы древесины. Сдвоенная головка 17 закреплена на доске 10, среднечастотная (12) и высокочастотная (16) головки — на передней стенке 4. Задняя стенка 15 — съемная.

Разделительный фильтр АС со сдвоенными динамиками
Рис. 3. Разделительный фильтр АС со сдвоенными динамиками
Конструкция корпуса акустики со сдвоенными динамиками
Рис. 4. Конструкция корпуса акустики со сдвоенными динамиками

Среднечастотная головка изолирована от остального объема ящика боксом 13, изготовленным из фанеры толщиной 10 мм и закрепленным на стенке 4 с помощью уголков 11 и шурупов. Туннель фазоинвертора 14 внутренним диаметром 50 и длиной 100 мм склеен из четырех слоев электрокартона толщиной 0,5 мм. В отверстии передней стенки 4 он закреплен с помощью клея.

Выходное отверстие рупора сдвоенной головки 17 закрыто решеткой (дет. 1, 2), отверстия напротив средне- и высокочастотной головок — соответственно выпуклыми металлическими сетками 6 и 8 с кольцевыми декоративными обрамлениями 5 и 7. Рамка 1 согнута из полосы сечением 5X20 мм из алюминиевого сплава, прутья 2 диаметром 4 мм изготовлены из нержавеющей стали и вставлены на клею в отверстия, просверленные с шагом 20 мм в верхней и нижней сторонах рамки.

Кольцевые обрамления отверстий под остальные головки, а также отверстия под туннель фазоинвертора согнуты из полосы сечением 5X10 мм из того же материала. Для крепления обрамления среднечастотной головки 5 предусмотрены четыре шпильки с резьбой М3, вставленные на клею в отверстия диаметром 3,2 и глубиной 7 мм, просверленные в торце кольца со стороны, обращенной к панели 4. До вырезания отверстия под головку 12 в передней стенке по наружному диаметру обрамления 5 с помощью кругореза с резцом[7] и стамеской необходимо выбрать канавку шириной 20 и глубиной 2–3 мм. При сборке вначале закрепляют головку 12, затем с помощью проволочных скобок или гвоздей — сетку 6 и, наконец, устанавливают на место обрамление 5, которое дополнительно прижимает сетку к панели 4. Обрамление 7 высокочастотной головки 16 закрепляют в проточке передней панели клеем.

Для придания АС соответствующего вида наружные торцы рамки 1 и обрамлений 5, 7 и 9 необходимо отполировать до зеркального блеска, а их боковые поверхности (как внутренние, так и наружные) — окрасить черной краской. В такой же цвет следует окрасить металлические сетки 6 и 8, внутренние поверхности туннеля фазоинвертора, рупора сдвоенной головки и всю площадь круга под сеткой 6, диффузородержатель нижней головки 6ГД-2, обращенную к слушателю часть диффузородержателя головки 12 и головки крепящих ее винтов.

Катушки L1 и L2 разделительного фильтра намотаны проводом ПЭВ-2 1,3 на каркасах диаметром 35 и длиной 100 мм. Каждая из них содержит примерно по 460 витков (шесть слоев по 75–76 витков). Конденсаторы С1–С3 — МБГП, МБГО и т. п. При монтаже АС следует обратить особое внимание на полярность подключения головок 6ГД-2, так как в случае ошибки возникнет акустическое короткое замыкание. Наружная головка — ВА1.

Для улучшения демпфирования сдвоенной головки внутреннюю поверхность ящика АС можно обклеить или обить звукопоглощающим материалом. Возможна замена головок 6ГД-2 на 8ГД-1, 15ГД-11 — на 4ГД-8 или 5ГДШ-5-4, а 6ГД-13 — на 3ГД-2. Размеры ящика при такой замене сохраняются.

Литература:
 
  1. Журенков А. Сдвоенные динамические головки — Радио, 1979, № 5, стр. 48;
  2. Проспект фирмы «Jamo», Цюрих, 1985;
  3. Алдошина И. А., Войшвилло А. Г. Высококачественные акустические системы и излучатели — Москва, Радио и связь, 1985;
  4. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение. Изд. 2-е, перераб. и доп. — Москва, Энергия, 1976;
  5. Жбанов В. Пути уменьшения габаритов акустических систем — Радио, 1987, № 2, с. 29–31;
  6. Райкин Л. Сначала достаньте низкочастотные динамики — Изобретатель и рационализатор, 1985, № 7, с. 40.
  7. Райкин Л. И коловорот, и кругорез — Изобретатель и рационализатор, 1986, № 2, с, 29.
Журнал «Радио», 1989 г, №4, стр. 45–47.
 

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги
Последние комментарии
  • АВТОР ДОЛБОДЯТЕЛ!!!! как минимум-скорост ь звука н... Подробнее...
    By ЗЛОЙ
  • Лет 15 назад Я в журнале Радио увидел статью про у... Подробнее...
    By Виктор Горинов
  • Можно и прогревать не зря же фазоинвертор придумал... Подробнее...
    By Алекс Алекс
  • Феномыч надо было в печи греть на 200градусов на п... Подробнее...
    By Алекс Алекс
  • Нижняя часть двери 60 х 70 см, а 450 х 600 мм щит ... Подробнее...
    By Алекс
Наверх