Конструкция двухполосной акустической системы (AC)

Вниманию предлагается описание малогабаритной двухпо­лосной акустической системы, постро­енной на основе отечественных динами­ческих головок МВ1324.8 производства ASA Lab (г. Калуга) и SEAS Н1189-06  (Норвегия). Идея создания такой акус­тической системы и использование в качестве НЧ-СЧ звена динамиков ASA Lab появилась после прослушивания акустической системы , построенной с использованием НЧ-СЧ динамиков SEAS Н149. Было решено создать по­добную систему, отвечающую следую­щим немаловажным требованиям: каче­ство звуковоспроизведения, не усту­пающее системам, созданным пол­ностью на базе импортных динамиков, меньшие материальные затраты.

Технические характеристики

Номинальная (максимальная) мощность, Вт................. 75(150)

Номинальное электрическое сопротивление, Ом .................. 4

Диапазон воспроизводимых частот по уровню-3 дБ . .55...20000

Неравномерность АЧХ, дБ ........... ±2,5

Частота разделения полос, кГц...... 3

Порядок фильтра НЧ/ВЧ................ 1/3

Габариты (без подставок), мм........ 194x454x324

Масса, кг...................................... 20

В качестве НЧ-СЧ звена были выбраны динамические головки MB 1324.8 производства ASA Lab. Они имеют оптимальные электромеханиче­ские параметры, достаточно ровную АЧХ в необходимом диапазоне частот, вполне доступны по цене, а разброс параметров Тиля-Смолла между дина­миками не превышает 5 %. Внешнее магнитное поле магнитной системы НЧ-СЧ головок снижено с помощью компенсирующего магнита, по размеру аналогичного магниту самих динами­ков, приклеенного с помощью эпоксид­ной смолы. При таком компенсацион­ном способе снижения внешнего маг­нитного поля достигается некоторое усиление магнитной индукции в рабо­чем зазоре при минимальном измене­нии электромеханических параметров.
Конструктивно акустическая система представляет собой фазоинвертор. К конструктивным ее особенностям отно­сятся двухслойный корпус, наклонные перфорированные перегородки внутри корпуса, небольшое смещение ВЧ головки относительно оси НЧ-СЧ, вы­ведение трубы фазоинвертора на зад­нюю панель, фаски по всему периметру передней панели.
Следует подробно остановиться на каждой из конструктивных особенно­стей и пояснить их необходимость. Так, двухслойный корпус необходим для обеспечения  прочности,  жесткости, снижения вибраций. При увеличении жесткости корпуса его собственные резонансы смещаются в более высоко­частотный диапазон, что дает снижение амплитуды вибраций и увеличивает их затухание. Перфорированные наклон­ные перегородки практически исклю­чают стоячие волны в прямоугольном корпусе и тем самым устраняют пере­отражения на заднюю часть диффузо­ров.

Выведение трубы фазоинвертора на плоскость задней панели дает следую­щие преимущества: уменьшение габа­ритных размеров акустической систе­мы, увеличение отдачи в нижней части диапазона за счет отражения от стены, отсутствие влияния фазоинвертора на работу головок. За счет смещения ВЧ головки относительно оси НЧ—СЧ голо­вок достигается более ровная АЧХ и ФЧХ. Снятие фасок по всему периметру передней панели способствует сглажи­ванию диаграммы направленности.

Конструкция корпуса показана на чертежах рис. 1. Использование двух­слойных стенок из материалов с раз­личным декрементом затухания спо­собствует лучшему подавлению вибра­ций в полосе звуковых частот. В корпусе вклеены две перфорированные перего­родки из фанеры, исключающие воз­никновение стоячих волн. По краям передней панели корпуса сняты фаски. В отверстии для высокочастотной го­ловки фрезеровано два паза для выво­дов звуковой катушки. На рис. 2 пока­зана разметка отверстий на задней стенке корпуса. Изготовление корпуса и его сборка по технологии аналогичны акустической системе, описываемой в статье [2]. Сборку и склейку верхней, нижней и боковых панелей, а также внутренних перегородок проводят до установки передней и задней панелей. Последней устанавливают заднюю па­нель в сборе.

Конструкция подставок показана на рис. 3. Виброразвязка подставок осу­ществляется с помощью шипов. На ниж­ней панели корпуса приклеены четыре самоклеющихся диска из фетра диа­метром 20 мм и толщиной 3...4 мм. Следует отдельно остановиться на некоторых деталях, которые не показа­ны на чертежах. В качестве звукопогло-тителя использован полугрубошерстный войлок толщиной 8 мм; его приклеивают в отсеках НЧ—СЧ на боковых стенках. Внутри корпуса стенки покрыты слоем ПВА толщиной 1,5...2 мм для снижения вибраций, так как образуется еще один переходный слой между материалами разной плотности. В качестве фазоин­вертора был использован готовый кон­структивный узел Visaton BR19.24 с дли­ной трубы 120 мм и сечением отверстия 20 см² (частота настройки 63 Гц). При повторении рекомендуется вести точ­ную настройку по характеристике моду­ля импеданса Z с помощью программы Speaker Workshop.

Для подключения двух акустических кабелей к каждой колонке (bi-wire) уста­новлена специальная клеммная сборка (с четырьмя клеммами), при повторе­нии возможно использование любых других клемм надлежащего качества.

Схема одного из громкоговорителей показана на рис. 4. При проектирова­нии разделительных фильтров было использовано компьютерное модели­рование различных вариантов фильтра, макетирование, измерение и прослу­шивание каждого из вариантов, в результате чего удалось получить опти­мальный по АЧХ, ФЧХ, ИЧХ и звучанию вариант фильтра. Частота разделения полос — 3 кГц. ВЧ головка включена в противофазе.

В фильтрах использованы отече­ственные конденсаторы К73-16 на на­пряжение 160 и 63 В (в цепи Цобеля), с допуском 5 %, в результате чего можно сделать конденсаторные сборки тре­буемой емкости: С1, С2 — отобранные из номинала 22 мкФ на 63 В (2 шт.), СЗ—С5 — 1 мкФ (2 шт.), плюс 3,9 мкФ на 160 В, С6—СЮ — 3,3 мкФ на 160 В (5 шт.). Эти конденсаторы не уступают по качеству импортным аналогам, а в ряде случаев и превосходят их по объективным данным и субъективному про­слушиванию. Применение сборок (вме­сто одиночных) конденсаторов также способствует улучшению звучания акустической системы. Катушки индуктивно­сти намотаны проводом ПЭВ-2 с двух­слойной лаковой изоляцией: для L1 — диаметром 0,8 мм, для L2, L3 — диамет­ром 0,56 мм. Между слоями провода проложена фторопластовая лента (фум). Резисторы в фильтрах — С5-16В мощ­ностью 8 Вт (безындукционные).

К достоинствам данной акустической системы можно отнести достаточно ровные АЧХ, ФЧХ и малую неравномер­ность в характеристике импеданса (минимум 3,36 Ом), что делает эти громкоговорители несложной нагрузкой для УМЗЧ. Здесь следует отметить, что АЧХ и ФЧХ не являются абсолютным показателем качества акустической системы. Есть множество промышленных систем со сложными фильтрами и ровными АЧХ и ФЧХ, при этом их звучание нравит­ся далеко не всем. Из это­го следует, что инстру­ментальный метод обес­печения качества явля­ется лишь одним из мето­дов в руках разработчика при построении высоко­качественных акустиче­ских систем. Можно при­вести в пример изделия некоторых фирм, у кото­рых АЧХ имеет не­равномерности (провалы) до 4...6 дБ с учетом осо­бенностей кривых равной громкости. При этом большое число потреби­телей отдадут предпочте­ние такой АС, нежели сис­темам с более ровными АЧХ и ФЧХ, спроектиро­ванными с использовани­ем лишь программных методов моделирования.

При повторении дан­ной АС возможны некото­рые замены. Трубу фазо-инвертора можно заме нить любой аналогичной и близкой по сечению от­верстия (20 см²). ВЧ го­ловка заменима более дешевой  Visaton  SC10 N/8, но при этом потребуется коррек­ция параметров фильтра.

Оптимальное расположение громко­говорителей (фото на рис. 5) пред­ставляется следующим образом: рас­стояние от стены — не менее 30 см, расстояние между громкоговорителя­ми АС — 2...3 м, расстояние до слуша­телей — 2,5...3,5 м.

При сравнении данной системы с АС на головках SEAS Н149 она показала лучшую микродинамику в звучании, более высокое звуковое давление в нижней части диапазона и перегрузоч­ную способность. Такая АС обладает "быстрым", динамичным звучанием, подходит для прослушивания различ­ных жанров музыки и воспроизводит их не хуже аналогичных промышленных моделей ценой 2000 долл. США и бо­лее. Немаловажным фактором является и цена на используемые динамические головки.

А. СЕДОВ, г. Москва. Журнал Радио 2009г, №12