Акустические системы со сдвоенными головками 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, 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 головки 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. 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 электромеханоакустическую 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, 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 B4-2000 устанавливает две (из четырех) низкочастотные головки магнитными системами наружу. Однако рассредоточение излучателей порождает интерференцию звуковых волн и сужает диаграмму направленности АС. Фирма "Jamo" нашла более совершенное решение. В низкочастотном звене она применила одну мощную сдвоенную головку, поместив ее на горизонтальной доске (см. рис. 1,а), под которой расположен рупор, направляющий звук в сторону слушателя и согласовывающий механическое сопротивление подвижной системы головки с воздушной средой. 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:

fя/fг=Sqr(Сг/Ся+1)

Cя=1,14V/Dэфф,

где fя и fг - резонансные частоты головки соответственно в ящике и открытом воздушном пространстве,

Сг и Ся - гибкость подвеса головки и воздуха в ящике,

V - объем ящика,

Dэфф - эффективный диаметр диффузора.

Поскольку значение Dэфф сдвоенной головки такое же, как и одиночной, для выполнения приведенных соотношений при уменьшении гибкости Сг 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. 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. 1, б), образующей вместе с боковыми и нижней стенками ящика рупор, который, по мнению автора, удачней направлен на слушателя, чем в АС фирмы "Jamo" (рис. 1, а). Кроме того, при таком расположении доски со сдвоенной головкой более рационально используется объем ящика, что позволило уменьшить габариты и массу АС.

Основные технические характеристики АС

Номинальная мощность: 12 Вт

Паспортная мощность: 30 Вт

Номинальное электрическое сопротивление: 4 Ом

Номинальный диапазон частот: 30 - 18000 Гц

Благодаря применению высокоэффективных низкочастотных головок 6ГД-2 громкость звучания при сравнительно небольшой номинальной мощности (12 Вт) не уступает промышленным АС 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 изображена на рис. 2, конструкция показана на рис. 3. Ящик АС 3 изготовлен из древесно-стружечной 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.

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 5х20 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 5х10 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 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.

А. ЖУРЕНКОВ, г. Запорожье, из журнала «Радио»

В последнее время у части радиолюбителей получили признание акустические системы с открытым акустическим оформлением - щиты или неглубокие открытые ящики. Выпущена даже промышленная акустика по такой схеме, получившая высокую оценку специалистов. На фото показана известная система Jamo R909 .
Некоторые проблемы такого решения изложены в статье, мой перевод которой приведен ниже.

Предисловие

В начале своей эволюции акустические системы (АС) были только открытого типа. Затем, постепенно, но практически полностью произошел переход на закрытое оформление. Закрытыми АС будем считать фазоинверторы, бандпасы и другие варианты, т. е. оформления при которых лицевая сторона диффузора динамика прямо излучает в помещение, а тыльная в закрытый объём ящика или в помещение, но через резонаторы или другие конструкции, затрудняющие движение воздуха.

Закрытые оформления позволили резко уменьшить объем АС, кардинально расширить частотный диапазон вниз. Промышленность практически полностью перешла на выпуск динамиков именно для закрытых оформлений. Выросли целые поколения, которые ничего кроме ЗЯ и не слышали. Однако немало людей думает, что «вместе с водой выплеснули ребенка» т. к. считает, что звучание средних, главных для восприятия частот, ухудшилось.

Поэтому среди радиолюбителей и некоторых производителей акустики снова появился интерес к открытым акустическим оформлениям (далее для простоты будем называть их ОЯ). Проблема еще и в том, что специальных динамиков для ОЯ сегодня практически не выпускают т. к. они пользуются малым спросом, мелкие фирмы могут их производить для любителей, но из-за малого тиража они будут дорогими.

Хочу предложить вашему вниманию мой вольный перевод статьи Martin J. King «Designing a Passive Two Way Open Baffle Speaker System». Думаю, поднимаемые проблемы и их решения будут интересны.

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Сайт-источник (En): by Martin J. King

Мой комментарий к статье

Конечно, мнение автора статьи не является непреложной истиной и не претендует на окончательное и полное решение проблемы, однако, она представляет интерес для любителей, интересующихся акустикой. Я не гарантирую полную точность перевода, но надеюсь, что основные положения изложил правильно.

Вызывает скептицизм отсутствие измерений с помощью микрофона и именно в домашних условиях. Интересно было бы узнать впечатления независимых слушателей-экспертов не «обработанных» автором конструкции. Но это только мои мечтания.

Читательское голосование

Статью одобрили 47 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Полосовые громкоговорители. Общая черта всех конструкций полосовых громкоговорителей (bandpass) - наличие одной или нескольких резонансных камер и установка динамической головки внутри корпуса. Поскольку эти системы уже не являются системами прямого излучения, их расчет и изготовление весьма сложны. Поэтому распространение получили в основном конструкции четвертого порядка (рис 6.1.8 А). Полосовые громкоговорители шестого (рис.6.1.8.Б,В) и восьмого (рис.6.1.8.Г,Д) порядка встречаются реже.

Полосовые громкоговорители: А = закрытый ящик-резонатор, Б = фазоинвертор двойного действия, В = фазоинвертор последовательного действия, Г = фазоинвертор последовательного двойного действия, Д = фазоинвертор-резонатор последовательного двойного действия

Полосовое акустическое оформление используется исключительно для сабвуферов. Достоинство полосового громкоговорителя - высокий КПД, импульсные же и фазовые характеристики весьма посредственны и ухудшаются с ростом порядка. Для всех конструкций, кроме закрытого ящика-резонатора, желательно применение фильтра инфра-низких частот (как и для классического фазоинвертора).

Помимо рассмотренных конструкций полосовых громкоговорителей с одной динамической головкой известны также АС, имеющие две головки. Конструкция получена объединением двух одинаковых полосовых систем. Одна из камер становится общей, ее объем при этом удваивается. На (рис.6.1.9 А,Б)показаны два варианта оформления четвертого порядка, на рис.6.1.9 В – шестого.

Одно из достоинств подобных конструкций состоит в том, что они не требуют специального монофонического канала усиления: каждую головку можно подключить к своему каналу стереофонического УМЗЧ.

Сдвоенные головки. Практически во всех рассмотренных конструкциях можно использовать сдвоенные динамические головки. Для этого однотипные головки устанавливаются одним из показанных на рис.6.1.10 способов. Получившуюся конструкцию можно рассматривать как новую низкочастотную динамическую головку с совершенно другими свойствами. Теоретические значения полной добротности и частоты основного механического резонанса получившейся системы рассчитываются как среднее геометрическое от соответствующих величин исходных головок. Поскольку при сдваивании обычно используются однотипные головки с достаточно близкими параметрами, можно считать, что эти параметры практически не изменятся. Однако заключенный между диффузорами головок связанный объем воздуха увеличивает эффективную массу подвижной системы, понижая частоту основного механического резонанса головок больших размеров до 80% от исходной.

рис.6.1.10 Установка сдвоенных головок: А - лицом к лицу, Б - спина к спине, В - в затылок, Г - со связанным объемом

По сей день основным материалом для изготовления корпусов акустических систем остается древесина. При этом учитывается, что дерево обладает собственными акустическими свойствами, а внесение корпусом собственных призвуков нежелательно. С ними борются как специальными гасящими конструкциями, так и применением вместо сплошной "чистой" древесины древесно-стружечной плиты (ДСП), столь нелюбимой нами в мебели. ДСП не имеет какой-либо структуры (каковой являются линейные волокна дерева), поэтому меньше подвержена резонансам. Снаружи ДСП отделывается разными покрытиями, в том числе имитирующими дерево (фанеровка), но эта отделка носит чисто декоративный характер.

Наряду с традиционным использованием дерева продолжаются попытки использования иных материалов - пластика, металла, камня. Существует довольно большое число пластиковых акустических систем, как правило, небольшого размера (ближнего поля), звучащих достаточно приемлемо и дешевых в силу технологичности изготовления корпусов. Однако попытки создания пластмассовых корпусов акустических систем большого размера пока не увенчались успехом (с точки зрения акустики, разумеется, а не "ящикостроения"). Дело в том, что большой корпус должен обладать и большой массой, иначе в нем начинают "гулять" такие резонансы, что их подавление обходится гораздо дороже, чем, например, в деревянном корпусе.

Довольно эффективны и в последнее время популярны металлические корпуса акустических систем. Это связано, в частности, с широким использованием в студийной практике компьютеров с традиционными электронно-лучевыми кинескопами мониторов, на которые плохо влияют магниты динамиков, если те находятся слишком близко. Металлический корпус акустической системы является в данном случае экраном. Кроме того, металл технологичен в изготовлении и обеспечивает необходимую по акустическим требованиям жесткость.

Акустические системы (АС) со сдвоенными головками 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 «Jarho» рекламировала ряд новых АС, утверждая в рекламном проспекте , 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 головки 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 . 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 , в сдвоенной головке не проявляется.

Рис.1. Расположение сдвоенной головки

Конечно, существуют и другие способы снижения нелинейных искажений АС. Для уменьшения четных гармоник шведская фирма «Audio-Pro», например, в низкочастотном блоке AC B4-2000 устанавливает две (из четырех) низкочастотные головки магнитными системами наружу . Однако рассредоточение излучателей порождает интерференцию звуковых волн и сужает диаграмму направленности АС. Фирма «Jamo» нашла более совершенное решение. В низкочастотном звене она применила одну мощную сдвоенную головку, поместив ее на горизонтальной доске (см. рис. 1, а), под которой расположен рупор, направляющий звук в сторону слушателя и согласовывающий механическое сопротивление подвижной системы головки с воздушной средой . 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 : f я / f r = \/?c г / c я + 1; с я = 1,14V / D 4 эфф, где: f я и f r — резонансные частоты головки соответственно в ящике и открытом воздушном пространстве, c г и с я - гибкость подвеса головки и воздуха в ящике, V - объем ящика, D 4 эфф - эффективный диаметр диффузора. Поскольку значение D 4 эфф сдвоенной головки такое же, как и одиночной, для выполнения приведенных соотношений при уменьшении гибкости c г в 2 раза необходимо уменьшить гибкость с я, 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 . 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. 1, б), образующей вместе с боковыми и нижней стенками ящика рупор, который, по мнению автора, удачней направлен на слушателя, чем в АС фирмы «Jamo» (рис. 1, а). Кроме того, при таком расположении доски со сдвоенной головкой более рационально используется объем ящика, что позволило уменьшить габариты и массу АС.

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

Благодаря применению высокоэффективных низкочастотных головок 6ГД-2 громкость звучания при сравнительно небольшой номинальной мощности (12 Вт) не уступает промышленным АС 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 ) изображена на рис. 2, конструкция показана на рис. 3. Ящик АС 3 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. 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 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.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Журенков А. Сдвоенные динамические головки.- Радио, 1979, № 5, с. 48.

2. Проспект фирмы «Jamo». Цюрих, 1985,

3. Алдошина И. А., Войшвилло А. Г. Высококачественные акустические системы и излучатели.- М: Радио и связь, 1985.

4. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение. Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Энергия, 1976.

5. Жбанов В. Пути уменьшения габаритов акустических систем.- Радио, 1987, № ?, 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.

А. ЖУРЕНКОВ, г. Запорожье

14.09.2012

Делаем сами акустическую колонку с двумя НЧ - СЧ головками

Опубликован частный материал про то как собрать акустическую систему с двойными СЧ или НЧ динамиками. Все описано простым языком для начинающих, но наше мнение остаеться тоже, что и было, лучше купите у нас.

Делаем сами акустическую колонку со сдвоенной головкой

Сдвоенная головка обладает некоторыми преимуществами по сравнению с одиночной. Например, у нее более гладкая амплитудно-частотная характеристика, нелинейные искажения меньше, нужный объем ящика акустического оформления тоже меньше.

Амплитудно-частотная характеристика сглаживается, так как головки, из которых состоит сдвоенная головка, взаимно демпфируются. У каждой одиночной головки в пределах допускаемых отклонений есть своя неравномерность АЧХ, обусловленная технологией производства, так что на АЧХ частоты пиков и провалов не совпадают. Часть этих пиков с провалами в сдвоенной головке взаимно компенсируются. Смотреть схему на рисунке №1.

Здесь нелинейные искажения уменьшаются, ведь сдвоенная головка - это симметричная электро-механоакустическая система, в отличие от одиночной. Из-за этого с ее обеих сторон сопротивление воздушной среды почти одинаковое. Оно обусловлено конструктивными особенностями головки, свойствами материала. У головок некоторых типов отсутствует различие гибкости подвеса при движении диффузора вперед или назад. В сдвоенной головке также не проявляется асимметрия распределения магнитной индукции, которая в зазоре магнитной системы и отрицательно влияет на уровень 2-й гармоники.

В низкочастотном звене требуется одна мощная сдвоенная головка. Ее можно поместить на горизонтальной доске, под которой расположен рупор, что направляет звук к слушателю и согласовывает механическое сопротивление с воздушной средой подвижной системы головки.

Объем ящика уменьшается, ведь результирующая гибкость подвеса такой головки снижается вдвое по сравнению с одиночной. А масса подвижной системы сдвоенной головки увеличивается в такое же количество раз. Именно поэтому не изменяется частота основного механического резонанса.

Может показаться, что увеличение числа головок, которые работают на одно отверстие АС, еще в большей степени позволяет уменьшить ее габариты. Но практически не получается сблизить головки настолько, чтобы геометрические размеры не отразились на фазовых сдвигах волн звука, которые излучаются крайними головками. Длина пути распространения волн, если считать от крайней внутренней до крайней наружной головки, соизмерима с длинами излучаемых волн. А это в итоге приводит к тому, что звуковые сигналы вычитаются и искажаются. Кстати, именно поэтому нельзя сдваивать среднечастотные и высокочастотные головки. К тому же, в данном случае станет ощутимым снижение КПД.

Итак, предлагаем читателям АС - громкоговоритель-фазо-инвертор, полезный внутренний объем которого - 50 л. Здесь применена сдвоенная головка из 6ГД 2 как низкочастотный излучатель. А как средне- и высокочастотный используются, соответственно, 15ГД-11, 6ГД-13. Вы также можете подобрать и другие динамики . Установлена сдвоенная головка на наклонной доске, ведь такое расположение доски со сдвоенной головкой позволяет рациональнее использовать объем ящика, а это уже позволяет уменьшить габариты АС и ее массу.

Главные технические характеристики АС таковы:

Номинальная мощность равна 12 Вт

Паспортная мощность - не менее 30 Вт

Номинальный диапазон частот - 30-18000 Гц

Номинальное электрическое сопротивление здесь 4 Ом.

Так как применяются высокоэффективные низкочастотные головки 6ГД-2, то при небольшой номинальной мощности (а именно, 12 Вт) громкость звучания не уступает промышленным АС, мощность которых 30 Вт. А ели говорить о качестве звучания, то большинство людей предпочитает АС, которая описывается ниже. Принципиальная схема АС изображена на рисунке № 2, а конструкция изображена на рисунке №3.

Ящик у АС (3) сделан из древесно-стружечной плиты, толщина которой 2 см, обклеенной бумагой, которая имитирует ценные породы древесины. В ней сдвоенная головка (17) закрепляется на доске (10), а среднечастотная головка (12) и высокочастотная (16) закрепляются на передней стенке (4). Что касается задней стенки (15), она съемная. От ящика среднечастотная головка изолирована боксом (13), который изготовлен из фанеры толщиной 1 см и закреплен на стенке (4) при помощи уголков (11) и шурупов.

Выходное отверстие у рупора сдвоенной головки (17) закрывается решеткой (дет. 1, 2), а отверстия, которые находятся напротив среднечастотной и высокочастотной головок, —выпуклыми металлическими сетками (соответственно, 6 и 8) вместе с кольцевыми декоративными обрамлениями (соответственно, 5 и 7). Рамку (1) согнули из полосы из алюминиевого сплава, сечение которой 5 х 20 мм. У прутьев (2) диаметр - 4 мм. Они изготовлены из нержавеющей стали, затем вставлены с помощью клея в отверстия, которые просверлены в верхней и нижней стороне рамки с шагом 2 см.

Отверстия под туннель фазоинвертора и кольцевые обрамления отверстий для остальных головок согнуты из полосы из того же материала сечением 5 х 10 мм. Обрамление среднечастотной головки (5) крепится с помощью четырех шпилек с резьбой МЗ, которые вставлены при помощи клея в отверстия, у которых диаметр 3,2 мм, глубина 7 мм. Отверстия просверлены в торце кольца с той стороны, которая обращена к панели (4). Перед вырезанием отверстия под головку (12) надо в передней стенке выбрать по наружному диаметру обрамления (то есть, 5) канавку шириной 20 мм, глубиной 2-3 мм с помощью кругореза с резцом, стамеской. Начиная собирать конструкцию, сначала закрепляют головку (12), потом при помощи проволочных скобок или гвоздей закрепляют сетку (6), а уже затем устанавливают на свое место обрамление (5), дополнительно прижимающее сетку к панели (4). Также в проточке передней панели закрепляют обрамление (7) высокочастотной головки (то есть, 16) при помощи клея.

Чтобы придать АС нормальный вид, наружные торцы рамки (1), обрамлений (5, 7, 9) требуется отполировать до блеска, а также окрасить черной краской их боковые поверхности (и внутренние, и наружные). В черный цвет нужно окрасить также металлические сетки (то есть, 6, 8), а еще внутренние поверхности туннеля фазоинвертора, поверхности рупора сдвоенной головки, также диффузородержатель нижней головки, а именно 6ГД-2, а еще всю площадь круга, что под сеткой (6), часть диффузородержателя головки (12), обращенную к слушателю, головки винтов, которые крепят ее.

Катушки L1, L2 из разделительного фильтра намотаны на каркасах с помощью провода ПЭВ-2 1,3. У каркасов диаметр 35 мм и длина 100 мм. У каждой приблизительно по 460 витков (а именно 6 слоев где-то по 75-76 витков).

Что касается конденсаторов C1, C3 — это МБГП, МБГО и подобные.

Монтируя АС, надо обратить внимание на то, с какой полярностью подключаются головки 6ГД-2, ведь при ошибке возникает акустическое короткое замыкание. При этом наружная головка — это ВА1.

Чтобы улучшить демпфирование сдвоенной головки, можно обклеить внутреннюю поверхность ящика АС звукопоглощающим материалом или же обить ее этим материалом.

Можно головку 6ГД-2 заменить на 8ГД-1, головку 15ГД-11 заменить на 4ГД-8 либо 5ГДШ-5-4, головку 6ГД-13 заменить на 3ГД-2. При этой замене размеры ящика сохраняются.