Высококачественная малогабаритная акустическая система
Современный потребитель при покупке АС вынужден к тому же руководствоваться не только ее параметрами, но учитывать и возможности размещения ее в жилом помещении. И с этой точки зрения наибольший интерес могли бы представить недорогие малогабаритные АС средней мощности в грамотном акустическом оформлении. Здесь, кстати, хочется подчеркнуть, что бытующее среди радиолюбителей мнение, что чем больше мощность, тем лучше АС, не совсем верно. Гораздо более важным параметром, определяющим качество системы, является ее способность воспроизводить без искажений динамический диапазон сигнала, которая определяется чувствительностью. Повышение ее на 3 дБ эквивалентно увеличению мощности АС в два раза. С учетом высказанных соображений была сконструирована высококачественная малогабаритная АС, описание которой и предлагается вниманию читателей.
Основные технические характеристики
Номинальная (паспортная) мощность 15(35) Вт Номинальное электрическое сопротивление 4 Ом Номинальный диапазон воспроизводимых частот 40...20 000 Гц Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 50...18 000 Гц, ±4 Дб Характеристическая чувствительность 86 дБ/Вт/м Суммарный характеристический коэффициент гармоник при электрической мощности, соответствующей среднему звуковому давлению 94 дБ, в диапазоне частот, Гц; 1000...2000 1,5% 2000...6300 1% Габариты 260Х500Х265 мм Масса 14 кг Принципиальная схема включения динамических головок и разделительных фильтров АС показана на рис.1.
Puc.1
Это трехполосная система, выполненная в виде фазоинвертора на базе низкочастотной (НЧ) 15ГД-17, среднечастотной (СЧ) 20ГД-1 и высокочастотной (ВЧ) ЗГД-47 головок (их основные технические характеристики приведены в таблице).
| Технические характеристики | Головка | |||
| 15ГД-17 | 20ГД-1 | ЗГД-47 | 6ГДВ-4 | |
| Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 63...5500 | 630... 10 000 | 2 000...20 000 | 3 150...25 000 |
| Основная резонансная частота, Гц | 35...391) | 480 | 1600 | 3000 |
| Характеристическая чувствительность, дБ/Вт/м | 87,5 | 87.5 | 91 | 93 |
| Номинальное электрическое сопротивление, Ом | 4 | 8 | 8 | 8 |
| Сопротивление головки постоянному току. Ом2) | 3,5 | 5,4 | 7,2 | 7,2 |
| Индуктивность звуковой катушки, мГн | 0,07...0,1 | 0,135 | - | - |
| Эквивалентный объем, дм3 | 24...30 | - | - | - |
| Полная добротность | 0,25...0,36 | - | - | - |
1) Разброс для партии из шести головок.
2) С учетом сопротивления провода, подключающего головку к разделительному
фильтру.
Объем фазоинвертора (17л) выбран исходя из технических характеристик НЧ головки 15ГД-17 и является оптимальным с точки зрения получения плоской АЧХ при достаточно высоком КПД [1, 2]. Применение купольной головки закрытого типа 20ГД-1, для которой не требуется защитный бокс, позволило сохранить полезный объем АС, не увеличивая ее габариты, а также получить более широкую диаграмму направленности, чем при использовании обычной конусной СЧ головки, например, 15ГД-11. В описываемой конструкции установлено два симметрично расположенных фазоинверторных туннеля, что дало возможность при сохранении неизменной площади их сечения и частоты настройки. значительно уменьшить их длину, что немаловажно для малогабаритных АС. Частоты раздела фильтров (1000 и 6000 Гц) выбраны из условия обеспечения минимальной неравномерности частотной характеристики. В качестве низкочастотного использован фильтр второго порядка с крутизной спада АЧХ 12 дБ на октаву, а среднечастотного и высокочастотного - фильтры верхних частот третьего порядка с крутизной спада АЧХ 18 дБ на октаву. Работа купольной СЧ головки 20ГД-1 с полосовым фильтром второго порядка не рекомендуется, поскольку приводит к плохому согласованию ее излучения с излучением ВЧ головки. Использование описанного разделительного фильтра потребовало синфазного включения головок, обеспечивающего хорошие фазовые и частотные характеристики АС. Корпус АС (рис.2) выполнен в виде жесткой конструкции, что позволило исключить призвуки от вторичного излучения стенок.
Рис.1. Передняя панель и разрез акустической системы:
1 - задняя стенка; 2 - блок разделительных фильтров; 3 - разъем СГ-3;
4 - звукопоглощающий материал; 5 - верхняя стенка; 6 - туннель фазоинвертора;
7 - защитный кожух ВЧ головки; 8 - ВЧ головка 3ГД-47; 9 - декоративная накладка
ВЧ головки; 10 - защитная сетка ВЧ головки;11 - СЧ головка 20ГД-1;
12 - декоративная накладка СЧ головки; 13 - пластина для крепления СЧ головки;
14 - прокладка из пористой резины; 15 - НЧ головка 15ГД-17; 16 - защитная сетка
НЧ головки; 17 - декоративная накладка НЧ головки; 18 - боковая стенка; 19 -
передняя панель.
Чертежи передней панели 19, верхней и нижней 5, боковых 18 и задней 1 стенок приведены на рис.3, 4
Puc.3. Чертежи стенок
Puc.4. Чертеж передней панели.
Они изготовлены из двух склеенных (ПВА) друг с другом листов фанеры толщиной 10 мм. С технологией изготовления корпусов АС можно познакомиться в [3]. Вся внутренняя поверхность корпуса (за исключением передней панели) обклеена звукопоглощающим материалом 4 (войлоком). Головки 8, 11, 15 размещены на передней панели по оси симметрии. Все они защищены декоративными накладками 9, 12, 16 (рис.5), а НЧ и ВЧ головки еще и сетками 10, 17.
Puc.5
НЧ головка закреплена на передней панели через прокладку 14 из пористой резины. Такая же прокладка положена под ее декоративную накладку (на рис.2 она условно не показана). СЧ головка установлена на панели через поролоновую прокладку, которая также условно не показана на рис. 2. Герметизация ВЧ головки достигнута применением кожуха 7, заполненного звукопоглощающим материалом (ватой). Туннели фазоинвертора 6 изготовлены из эбонита, но можно использовать картон или мягкие сорта пластмассы. На задней стенке установлен разъем 3 для подключения АС к усилителю ЗЧ и закреплена плата 2 с разделительными фильтрами (см. рис.6).
Puc.6. Плата разделительных фильтров.
Катушки фильтров намотаны на каркасах из изоляционного материала диаметром 50 (L1) и 24 мм (L2, L3), намотка рядовая, длина ее соответственно 25 и 12 мм, диаметр щечек 80 и 54 мм. Катушка L1 содержит 132, L2 - 146, а L3 - 68 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,84, 0,83 и 1,2 мм соответственно. В фильтрах использованы конденсаторы К76Г1-1 (С1, С2, С3) и МБГО (С4, С5), резисторы ПЭВ (можно ПЭВР и С5-16). Субъективные экспертизы путем "парного сравнения" звучания данной АС и промышленных образцов 15АС-208, 15АС-109, 25АС-109, 25АС-027 показали некоторые преимущества самодельной системы по таким параметрам, как естественность, чистота и прозрачность звучания. АЧХ АС. а также зависимость модуля электрического сопротивления громкоговорителя ¦Z ¦от частоты (красная кривая) показаны на рис.7.
Puc.7. АЧХ АС и зависимость ее модуля полного электрического сопротивления Z от
частоты.
Следует отметить, что конструкция ящика АС позволяет вместо ВЧ головки 3ГД-47 установить в нем головку 6ГДВ-4 (старое наименование 6ГД-13), не требующую защитного кожуха и имеющую более широкий динамический диапазон, меньший коэффициент гармоник и больший КПД. Вариант ее крепления на передней панели АС показан на рис.8, а АЧХ и зависимость модуля полного электрического сопротивления ¦Z ¦от частоты (штриховая линия) - на рис.9.
Рис.8. Вариант крепления ВЧ головки 6ГДВ-4.
Puc.9
Конструкция описанной АС была испытана в Московском электротехническом институте связи. Авторы выражают глубокую признательность за эту работу сотрудникам кафедры радиовещания и электроакустики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алдошина И., Войшвилло А. Высококачественные акустические системы и излучатели.- М.: Радио и связь, 1985.
2. Виноградова Э. Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками.- М.: Энергия, 1977.
3. Эфрусси М. Громкоговорители и их применение,- М.: Энергия, 1976.
В. ДЕМИДОВ, Е.ЗЕМСКОВ, г. Москва, РАДИО № 9, 1987 г.