Горыныч о доработке советских динамиков в 5 главах

Замечания:

Как показал опыт, снимать пылезащитные колпачки надо уже после снятия диффузора. Это очень легко делается с помощью изопропилового спирта или жидкости для заправки зажигалок
(я использовал Royal Lighter Fluid). При этом равномерно смачиваются приклеенные края колпачка, через минуту смачиваются второй раз, а еще через пол минуты
можно с помощю пальца (прекрасно через отверстие в катушке достает до краев колпачка) отделяем колпак от конуса. И первый (с помощью изопропилового спирта), и второй
(жидкость для зажигалок) способы позволили получить колпачки без повреждений. Причем отделять жидкостью для зажигалок проще и колпачек не мнется.

Динамик разобран, снимать магнитную систему лень, но старые алюминиевые прокладки красиво сияют внизу…

После того, как дифузор снят надо сразу же заклеить скотчем или изолентой зазор в магнитной системе, иначе туда так и стремятся попасть металлические опилки.

Если же эти коварные отродья все же попали в зазор, не бойтесь разбирать магнитную систему совсем: отцентрировать ее очень просто даже не имея специальной центрирующей трубки.
Для этого необходимо измерить внутренний диаметр отверстия вокруг керна, нарезать бумагу полосками шириной в 5-10 см и разобрав (и прочистив) магнитную систему,
навивать на керн полоски бумаги, пока не достигнете измеренного диаметра. После этого, необходимо отмотать один-полтора оборота бумаги и вставить полученную бумажную трубку
в отверстие верхней пластины (не снимая, естесственно, трубку с керна). После затягивания трех винтов можно вынуть трубку. Вуаля — мы получили отцентрированную магнитную систему.

Заклеив зазор, необходимо промазать все стыки магнита с пластинами клеем типа «момент» (88-й действительно гадость, хотя по идее должен быть много лучше момента) и после высыхания
обмотать изолентой (очень эффектно смотрятся). Для этого, с припуском в 5 мм наружу с натягом обмотать верхний шов (изолента будет загибаться на поверхность внешней пластины магнитной системы),
затем без особого натяга с припуском 1-2 мм также обмотать нижний шов, и в заключение наклеить изоленту по центру магнита поверх обеих полос. Это предохранит магнит от всякого рода повреждений,
да и внешний вид улучшится.

Динамик в сборе, пылезащитный колпак пока что не приклеен.	Динамик в сборе, вид сбоку

Насчет целесообразности обклеивания корпуса диффузородержателя резиной не уверен: в АС динамик крепится за внешнее кольцо, а не за магнит, и если положить динамик на стол магнитом вверх и постучать по
диффузородержателю, особых звонов не наблюдается… Хотя, чем черт не шутит? Как найду подходящие резинки, обклею и напишу…

Иван Клубков, 15.02.2001

Импульсные характеристики

Точная передача фронтов басовых инструментов — едва ли не главное качество для басовой акустики. Немного проку в низких басовых потугах, если они будут смазанными и вялыми. В этом отношении закрытый ящик обещает наилучшие результаты (при правильном расчете).

Переходные характеристики фазоинвертора могут быть очень достойными, но все же в среднем уступят закрытому оформлению. Одинарные полосовые громкоговорители имеют неплохие характеристики, которые, однако, ухудшаются с расширением полосы пропускания.

Наихудшей реакцией на импульсный сигнал обладает двойной полосовой громкоговоритель, опять же, в особенности — широкополосный.

Начнем со звукоизоляции

В деле звукоизоляции не важно, хотите вы убрать (вернее, радикально уменьшить) шум от соседей либо преследуете благородную цель минимизировать причиняемое им беспокойство, исходящее от вашего аудиосетапа. Средства одинаковы

Но прежде всего — об ошибках.

Например, идея покрыть смежную с источником шума стену пенопластом и отделать ее как-нибудь для красоты (оштукатурить или оклеить обоями) часто высказывается общественностью и даже представителями ремонтных бригад. Парадоксально, но таким образом звукоизоляцию можно даже ухудшить. Это ТЕПЛОизоляция — и звук здесь ни при чем. Два листа гипсокартона с разными воздушными промежутками при той же толщине, стоимости и трудоемкости сработают на порядок лучше.

Но давайте договоримся, что увеличивать толщину стен в квартире не стоит. Что же тогда? А тогда нужно поискать места, где звук особенно легко проникает в соседнее помещение. Именно эти слабые места нам следует усилить.

Устройство акустических систем

Нет шансов сделать акустическую систему самостоятельно без понимания теории. Любителям музыки следует знать, что биологический вид Homo Sapiens слышит внутренним ухом звуковые колебания частот 16-20000 Гц. Когда дело касается классических шедевров, то разброс высок. Нижний край – 40 Гц, верхний – 20 000 Гц (20 кГц). Физический смысл этого факта заключается в том, что не все динамики способны воспроизвести сразу полный спектр. Относительно медленные частоты лучше удаются массивным сабвуферам, а пищание на нижней границе воспроизводят менее габаритные громкоговорители. Понятно, что для большинства людей это ничего не значит. И даже если часть сигнала пропадет, не будет воспроизведена, никто этого и не заметит.

Устройство акустической системы

Полагаем, что те, кто поставил целью самостоятельное изготовление акустической системы, должны критично оценивать звук. Полезно будет знать, что годная колонка имеет два и более динамиков, чтобы иметь возможность отразить звучание обширной полосы из слышимого спектра. А вот сабвуфер даже в сложных системах один. Это связано с тем, что низкие частоты заставляют вибрировать окружение, проникая даже сквозь стены. Становится непонятным, откуда именно несутся басы. Следовательно, и колонка НЧ одна – сабвуфер. А вот что касается прочего, то человек уверенно скажет, с какого направления пришел тот или иной спецэффект (луч ультразвука блокируется ладонью).

В связи со сказанным проведем делением акустических систем:

1. Звук в формате Моно непопулярен, поэтому избегаем касаться исторических экскурсов.
2. Звучание Стерео обеспечивается двумя каналами. Оба содержат низкие и высокие частоты. Лучше подойдут равноценные колонки, снабженные парой динамиков (басы и писк).
3. Звук Вокруг отличается наличием большего числа каналов, создающих эффект объемного звучания. Избегаем увлекаться тонкостями, традиционно 5 колонок плюс сабвуфер доносят гамму меломанам. Конструкция многообразна. Поныне ведутся исследования, ставящими целью улучшить качество передачи акустики. Расстановка традиционная такова: по четырем углам комнаты (грубо говоря) по колонке, сабвуфер стоит на полу слева или в центре, под телевизором помещается фронтальная колонка. Последняя в любом случае снабжается двумя динамиками и более.

Круг задач очерчен, читатели понимают – самодельная акустическая система строится следующими элементами:

• набор динамиков частот сообразно числу каналов;
• фанера, шпон, доски корпуса;
• декоративные элементы, краска, лак, морилка.

↑ Выбор динамиков

При проектировании многополосных АС ОЯ, с пассивными фильтрами, особое внимание должно уделяться максимально гладкой АЧХ по звуковому давлению. Выбор басового динамика зависит от размеров и формы лицевой панели, уровень звукового давления должен быть согласован с отдачей на средних частотах

Главным звеном является широкополосная головка, воспроизводящая самый важный диапазон — средних частот, остальные звенья подстраивают под неё. Чтобы приступить к проектированию, надо сначала определить желаемый конечный результат. Для АС ОЯ спад баса будет с крутизной 18 дБ/октава. Он складывается из 12 дБ/октава для динамика и 6 дБ/октава для открытого оформления.

На рис. 1 показана АЧХ головки с отдачей 90 дБ/Вт/м, нижняя воспроизводимая частота которой 45 Гц по уровню -3 дБ. Широкополосная головка (ШП) в ОЯ должна обеспечить те же 90 дБ/Вт/м вдоль своей оси. ШП будет расположена примерно на уровне ушей сидящего слушателя. Задача состоит в том, чтобы разработать корпус, обеспечивающий ровный переход АЧХ от НЧ к ШП головке. Отдача ШП должна лежать в диапазоне 88…92 дБ, многие головки с размерами 3″, 4″ и 5“ являются превосходными кандидатами для данной конструкции. В табл. 1 представлены некоторые подходящие головки фирмы Fostex.

Рассмотрев динамики, перечисленные в табл. 1, и учитывая, что будет отдельное басовое звено, чтобы исключить необходимость воспроизведения ШП головками самых низких частот, делаем вывод, что параметры T-S (Thiele/Small) ШП головок нас мало интересуют. Существуют три динамика из табл. 1, которые имеют отдачу 90 дБ/Вт/м. Поскольку стоимость также играла роль, для данного проекта я выбрал FE103E.

После выбора ШП и определения звукового давления, могут быть рассмотрены требования к басовому звену. Если бы басовый динамик был установлен в бесконечный щит, эффективности 90 дБ/Вт/м было бы достаточно. Но поскольку размер лицевой панели конечен и невелик, поддержка басовых частот приводит к требованию, чтобы отдача сабвуфера была выше 90 дБ/Вт/м. Для АС ОЯ с пассивными фильтрами это требование может быть удовлетворено применением нескольких НЧ динамиков или одного профессионального большого диаметра. Я выбрал второй вариант, большой диаметр обеспечит требуемую эффективность, снижение стоимости, и в конце концов, я полагаю, упрощение конструкции.

Для этого исследования я сосредоточился на трех динамиках Eminence, нередко использующихся в самодельных АС ОЯ. Все они имеют значительно большую чувствительность, чем 90 дБ/Вт/м. Их Thiele/Small параметры от производителя приведены в таблице 2.

Основное различие между ними в используемом магните. Его размеры прямо влияют на полную добротность Qts и цену головки. Минимальный магнит, цена и максимальная полная добротность у Eminence Alpha 15А.

Работа всех трех динамиков Eminence НЧ была смоделирована в сочетании с Fostex FE103E и пассивным разделительным фильтром. После многократного моделирования каждой конструкции, лучшей оказалась связка Fostex FE103E и Eminence Alpha 15А. При исследовании пришло понимание того, почему это получилось так. На рис. 2 показан окончательный макет лицевой панели для пары Fostex FE103E и Eminence Alpha 15А. Получилась панель размерами 20“ ширины и 38“ высоты. Центр НЧ находится в 10“ от пола. Правую и левую АС лучше сделать зеркальными.

На рис. 3 показано вычисленная АЧХ системы на расстоянии 1 м по оси. Красная кривая — результат расчетов, черная — целевая функция. Для расчетов взяты идеальные фильтры 2-го порядка, результат с реальными фильтрами будет показан позже. Другой интересной особенностью рис. 3 является отдача 92 дБ/Вт/м динамика Fostex FE103E. Результаты моделирования показывают, что совпадение с требуемым результатом весьма хорошее.

Душа нараспашку

Самый простой способ отделить фронтальное излучения динамика от тылового — смонтировать его на щите как можно большего размера. Из этой простой идеи и родились, собственно, первые акустические системы, представлявшие собой ящик с открытой задней стенкой, поскольку для компактности края щита просто взяли, да и загнули под прямым углом. Однако в плане воспроизведения басов успехи подобных конструкций впечатляли не слишком. Помимо несовершенства корпуса проблема была еще и в очень небольшом по современным понятиям ходе подвески диффузоров. Чтобы хоть как-то выйти из положения, использовались динамики как можно большего размера, способные развивать приемлемое звуковое давление при небольшой амплитуде колебаний.

PureAudioProject Trio 15TB с 15-дюймовыми НЧ-драйверами на трехслойных бамбуковых панелях

Несмотря на кажущуюся примитивность подобных конструкций, у них имелись и кое-какие достоинства, причем настолько специфические и интересные, что адепты открытых АС не перевелись до сих пор.

Начать с того, что отсутствие каких-либо препятствий на пути звуковых волн – лучший путь к повышению чувствительности. Момент этот особенно ценен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности однотактных или лишенных обратной связи. Бумажные диффузоры большого диаметра даже на мощности порядка четырех-пяти ватт способны создать довольно-таки внушительный, и при этом на удивление открытый и свободный саунд.

При высоте 1,2 м в мире открытой акустики Jamo R907 считаются практически компактами

Что же касается тылового излучения, то чтобы не вносить искажений в прямой звук, оно должно приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс) — в таком случае его влияние ощущается как легкая реверберация, лишь добавляющая в саунд воздуха и расширяющая музыкальное пространство. Тонкость в том, что для создания этой самой «заметной задержки» колонки, разумеется, должны быть расположены на изрядном расстоянии от стен. К тому же большая площадь передней панели и внушительные размеры НЧ-драйверов соответствующим образом сказываются на общих габаритах АС. Одним словом, обладателей небольших и даже средних жилых комнат просьба не беспокоиться.

Кстати, частный случай открытых систем — акустика, построенная на электростатических излучателях. Только за счет почти невесомой диафрагмы большой площади, ко всем вышеописанным преимуществам, у электростатов добавляется способность филигранно передавать даже самые резкие динамические контрасты, а благодаря отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ, еще и завидная тембральная точность.

Открытое оформление

Плюсы: Высококлассные открытые колонки — отличный способ получить реальный кайф от прослушивания пуристских ламповых однотактников.

Минусы: Про жирные компрессионные басы лучше забыть сразу. Весь звуковой тракт должен быть подчинен идее открытой акустики, а сами колонки придется выбирать из крайне ограниченного числа предложений.

Конструкция широкополосного динамика

Выделяют два основных вида универсальных широкополосных динамиков — с центральным колпачком и конус-визером «дудка».

Первая конструкция больше похожа на обычный динамик с одним конус-куполом.

Рис. 2. Широкополосный динамик Visaton B 200/6 с центральным колпачком

А вот строение второй вариации динамика сложнее,опять тот же 4А-28. Такой излучатель содержит два конуса: большой как в обычных динамиках, и второй, встроенный внутри большого.

Диафрагма должна быть среднего размера с умеренными колебаниями. В противном случае большего искажения получит звук с высокой частотой. Что касается басов, то тут решение в увеличении размеров конуса, при сохраненном ходе, но при качественном диффузоре.

На сегодняшний день существует множество не только вариантов исполнения широкополосных динамиков, но и материалов, используемых при изготовлении диффузоров. Чтобы добиться минимизации искажений, производители идут на любые ухищрения. Одни излучатели, имеющие высокую эффективность, искажают низкие частоты, другие — требуют применения специального короба, для повышения басов. Применяя в конструкциях широкополосных динамиков усилители до 3 Вт, достигается высокая производительность.

Так как при использовании широкополосников хочется качественно (насколько это возможно) прослушивать весь диапазон частот (высокий, средний, низкий), то производители применяют при изготовлении диффузора бумагу или современную альтернативу ей — кевлар. Так удается добиться гораздо более высокого результата.

Кроме того, есть уникальный опыт применения в качестве подвеса … кожи. Например, при изготовлении широкополосной акустики Кондо RUTHY-1-2-4 и Ongaku speakers используется замш для подвеса. Необычный подход, но достигается отличная чистота звука. В частности, проведено исследование широкополосника ADVENT, 2 полосы: 25 см + пищалка, закрытый ящик 60 литров.

Конструктивной особенностью динамика является неравномерное натяжение кожи в подвесе RCA-TELEFUNKEN. Чем ближе в диффузор — тем натяжение выше. Как итог — превосходный по своей чистоте тихий звук.

Рис. 3. Кожаный подвес в широкополосном динамике

Подробнее про кожаный подвес читаем в статье «Достоинство тихих звуков».

Также интересны исследования акустики, изготовленной с подмагниченными динамиками . В совокупности с ламповым усилителем и дополнительным рупором также достигнут невероятный уровень качества звука. Познакомиться с оригинальным опытом можно в статье «Telefunken» — жизнь после смерти».

Помимо бумаги, кевлара и кожи в широкополосниках, для достижения качества звука в разных диапазонах, можно использовать даже алюминий и смолу. Бумага все же предпочтительнее, так как, не обладая повышенной жесткостью, она способна уменьшить резонанс. Особенно эффект заметен при покрытии бумаги лаком.

Разновидности наушников по типу подключения

В зависимости от того, как передается сигнал и как подключается устройство к источнику, выделяют два типа оборудования и гибридную разновидность.

Беспроводные

Беспроводные наушники

В эту категорию входят устройства четырех типов:

• инфракрасные наушники;
• радио-модели;
• устройства с использованием Bluetooth;
• модели с Wi-Fi.

Объединяет эти разновидности отсутствие путающихся проводов, что обеспечивает комфорт пользователю. Встречаются гибридные модели – пользователь сам решает, будет подключать провод или нет. Пример беспроводного устройства – аирподс. Другие бренды копируют дизайн и технологии, которые Apple использует для своих моделей. Airpods и другие беспроводные «капельки» оснащаются футлярами (кейсами) для подзарядки.

А некоторые расширяют функционал «яблочек». И создают наушники, которые гораздо круче, но в 4 раза дешевле.

У CGPods объемный и приятный звук, эффективная шумоизоляция, высокая автономность – 20 часов (ровно, как у Apple AirPods). Главная фишка CGPods, которой нет у дорогущих «яблок» – надежная влаго-защита. Тюменские наушники можно мыть под краном от пота и грязи. В CGPods можно гулять под дождем, принимать душ и плавать в бассейне.

Еще одна фишка тюменских CGPods – уникальные кейсы:

• Кейс CGPods 5.0 сделан из профессионального авиационного алюминия (прямо как боинг!). Кейс выдерживает 220 кг – на него нестрашно наступить или сесть. А «яблочный» кейс выдерживает всего 84 кг!
• Кейс CGPods Lite – самый маленький в мире кейс. Прикольно щелкает крышечкой при закрытии – звук прямо как от пленки-пупырки. Настоящий кейс-антистресс!

Тюменские CGPods продаются только онлайн. Без посредников и магазинов вроде М.Видео, которые накручивают цены в 2-3 раза! 3 500 рублей – это честная прямая цена производителя.

Проводные

Проводные

Даже новые беспроводные наушники могут работать с небольшой задержкой. Проводные модели отличаются чистым воспроизведением и стабильной работой. Провод ограничивает свободу перемещения пользователя. Но бренды выпускают модели с длинными кабелями и даже с дополнительными удлинителями.

Добавление сабвуфера

К указанным выше типам всегда можно добавить сабвуфер. В случаи когда требуется создать большое звуковое давление в самом низу диапазона, это очень простое, и очень дешевое решение

Особенно когда качество НЧ не особо важно (дискотека-взрывы-выстрелы)

Любители же слушать музыку сталкиваются с одной и той же неизбежной проблемой. На короткое время создается ощущение, что все звучит вроде очень замечательно.

После чего приходит понимание, что-то не совсем так, и сабвувер нужно подвигать или покрутит на нем ручки. Но как сабвувер не двигать, или крутить на нем ручки, всегда получится так…  Если на один трек еще можно получить хороший результат, то в общем пласте музыки — саба будет то много то мало. И фонограмма каждого конкретного трека будет очень специфическим образом преображаться.

Причина заключается в том, что фильтры сабвуферы стоят очень низко по частоте. Обычно это регулируемый второй порядок на 40-160 Гц и нерегулируемый(он всегда включен) на 300-400 Гц. В купе с тем, что сам по себе динамик сабвуфера, как это было рассказано выше, крутит фазу именно в этом месте:      

Получается то, что понятие фазы у сабвуфера по сути не существует. По тому как общая суммарная накрутка фазы в диапазоне рабочих частот сабвуфера приближается к пятому порядку. Нота всего на тон выше и ниже, звучит совершенно по-разному. С сильно другой фазой, — вплоть до противофазы….  От сюда и желание в беспрерывном подкручиванием ручек на сабфуфере от трека к треку.

Много свободного времени можно потратить на перемещая саба по комнате. Сдвинул его на метр, — и вот он совершенно по другому звучит. Клиент искренне думает, что тем самым он добивается более ровной АЧХ. Но проблема совершенно не в АЧХ, а в том, что у саба фаза накручена до уровня того, что фазы у него как таковой нет. Можно покрутить на нем фазу. Во всех случаях будет плохо. Но плохо будет по-разному.        

На практике большинство слушателей музыки уже через пару месяцев перестают слушать музыку с сабвуфером. Если речь идет именно о музыке.

И включают его только время от времени, для получения ощущения давления.

Что на 20 раз становится уже не особо интересно. И от сабвуфера большинство слушателей музыки стараются избавится. В этом собственно и причина большого количество предложений сабвуферов на Авито с аномально огромным дисконтом (для дорогих моделей 3-6 раза кратно ниже цены розницы).

А с создание давления у сабвуферов все замечательно. С этим никто не спорит.

Вот собственно и все варианты «характеров звучания» акустических систем при пассивной фильтрации.

Определитесь с «характером» звучания, который вам больше нравится. Трехполосная, двухполосная и широкополосная акустика эта разная акустика. И бессмысленно ее сравнивать между собой.

После того как поймете, что вы хотите, — рассматривайте варианты разного качества внутри этой группы. 

Весь выбор который у вас есть, — какие искажения вам более противны. Фазовые или нелинейные. Либо те и другие, но понемногу. 

Читайте по теме:

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол

Еще один плюс — с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы — к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Широкополосная АС на 10 ГДШ-1

Головка громкоговорителя 10 ГДШ-1 (10 ГД-36К) разработана более 20 лет назад во ВНИИРПА им. А.С. Попова и многие годы выпускается заводом “Акустика” в г. Знаменке (Украина). Она предназначена для применения в однополосных АС, которые дешевле и проще двух- и трехполосных и имеют меньшие фазовые искажения из-за отсутствия разделительных фильтров. Головка 10 ГДШ-1 одна способна воспроизвести практически весь звуковой диапазон частот. Эффективная работа в области НЧ обеспечивается применением специального гибкого подвеса из пенополиуретана и жесткого диффузора с криволинейной образующей, а в области ВЧ – вторым диффузором.

Применение этих головок в малогабаритных АС типа 15 АС-223 и им подобным с внутренним объемом около 14 л не позволяет в полной мере реализовать возможности 10 ГДШ-1 в области самых низких частот. На рис.1 (кривая 1) изображена типовая АЧХ 15 АС-223 в области частот до 250 Гц.

На частотах выше 80 Гц АЧХ практически линейна (“поршневой” диапазон данного типа головок простирается до 400-500 Гц и выше), ниже частоты 75 Гц (-3 дБ) – крутой спад, достигающий -12 дБ на частоте 50 Гц.

В таблице приведены параметры нескольких головок 10 ГДШ-1 (колонки “V=∞”), а также головок в корпусе объемом 60 л, вычисленном из условия получения полной добротности системы меньше единицы (колонки “V=60 л”). Разброс параметров оказался не большим, значения Qп (“V=∞”) в среднем находятся в пределах 0,7-0,8, т.е. вычисленный объем АС в 3-4 раза больше Vэ.

В качестве корпусов были использованы ящики от АС “Симфония” с подходящим объемом (V=60 л), внутренними размерами 710х325х260 мм и удаленной перегородкой с отверстиями резонаторов. Количество использованного звукопоглощающего материала 0,6-1 кг на весь объем. Размещение головки на передней панели показано на рис.2.

На рис.1 (кривые 2) приведено семейство АЧХ нескольких АС. Разброс в области частот выше 30 Гц менее 2 дБ, выигрыш по звуковому давлению в области самых низких частот более 12 дБ, а расширение рабочего диапазона по уровню – 8…-10 дБ почти на октаву (в два раза) вниз.

Параметры АС с использованием 10 ГДШ-1-4:

Рабочий диапазон частот: 31,5 – 20000 Гц

Уровень характеристической чувствительности: 90 дБ√Вт

Максимальный уровень звукового давления на расстоянии 1 м: 100 дБ

Номинальное электрическое сопротивление: 4 Ом

Предельная шумовая (паспортная) мощность: 10 Вт

Головки 10 ГДШ-1 имеют хороший запас по линейному перемещению подвижной системы. Радиолюбителям, имеющим опыт ремонта головок громкоговорителей, можно рекомендовать перемотку звуковых катушек термостойким проводом ПЭТ-155 на каркасах из тонкого (расслоенного) стеклотекстолита, а также замену полиуретанового подвеса диффузора резиновым, что позволит увеличить пиковую мощность до 30 Вт, предельную шумовую до 20 Вт, а максимальный уровень звукового давления до 103 дБ. Для уменьшения объема АС можно рассчитать акустическое оформление в виде ФИ для Qп = 0,707. Ориентировочные результаты: Vф = 40 – 45 л; диаметр туннеля – не менее 60 мм, длина его определяется частотой настройки ФИ f = 25 – 30 Гц.

Разработанные конструкции подтверждают возможность более эффективного использования головок громкоговорителей в области самых низких частот (ниже резонансной частоты АС) даже в простом акустическом оформлении – закрытой АС.

Автор работы: Борщ П.А., г. Киев, (журнал «РАДИОАМАТОР» № 9, 2001)

Эй, на пароме!

Рупор — самый древний и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Выглядит круто, если не сказать эпатажно, звучит ярко, а временами… В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска такого звука давно стала мемом и в музыкальном, и в киношном мире.

Avantgarde Acoustics Trio с низкочастотным рупорным массивом Basshorn XD высотой 2,25 м

Конечно от жестяной воронки с ручкой теперешняя акустика ушла очень далеко, но принцип работы все тот же — рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Таким образом, повышается его КПД, а заодно и формируется четкая направленность излучения. В отличие от всех описанных ранее конструкций, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Причина проста — его сечение увеличивается по экспоненте, и чем ниже воспроизводимая частота, тем большим должен быть размер выходного отверстия — уже на 60 Гц потребуется раструб диаметром 1,8 м. Понятно, что такие монструозные конструкции больше подходят для стадионных концертов, где их действительно периодически можно встретить.

Главный козырь адептов рупорного воспроизведения заключается в том, что акустическое усиление позволяет при заданной звуковой отдаче уменьшить ход мембраны, а значит, поднять чувствительность и улучшить музыкальное разрешение. Да-да, снова кивок обладателям ламповых однотактников. К тому же при грамотном расчете раструбы могут играть роль акустических фильтров, круто отсекая звук за пределами своей полосы и позволяя ограничиться самыми простыми, а потому вносящими минимальные искажения электрическими кросоверами, а иногда и вообще обойтись без них.

Системы Realhorns — особая акустика для особых случаев

Скептики же не устают напоминать о характерной рупорной окраске, особенно заметной на вокале, и придающей ему характерную гнусавость. Побороть данную неприятность действительно нелегко, хотя судя по тому, как играют лучшие образцы High-End-рупоров, вполне реально.

Рупор

Плюсы: Высокий акустический КПД, а значит, отличная чувствительность и неплохое музыкальное разрешение системы.

Минусы: Характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры средне- и тем более низкочастотных конструкций.

Рупорные акустические системы

Пытаясь с помощью широкополосных динамиков «укротить» как можно больший диапазон звуков изготовители сталкиваются с рядом проблем. Все зависит от того какой диапазон звуков необходимо произвести.

Низко чувствительные системы демонстрируют узкий динамический диапазон, особенно при понижении громкости. Выражается это в пропаже высоких и низких составляющих, которые «забиваются» среднечастотным звуком. Отчасти это происходит благодаря строению человеческого уха, наиболее оптимально приспособленного для восприятия именно средних звуков.

Что касается высоких частот, то звук, излучаемый маленькой диафрагмой высокочастотного динамика с небольшой амплитудой, просто теряется на фоне тех же средних частот. Решение данной проблемы находят в применении дополнительных устройств (темброблоки, АЧХ корректоры, тон компенсаторы и прочее), ухудшающих звуковоспроизведение.

Альтернативой выступает принципиально иной способ улучшения воспроизведения звука — улучшение КПД акустических систем с помощью рупоров (горнов). Такая оригинальная конструкция позволяет соотнести давление внешней воздушной среды и звукового давления диафрагмы излучателей. То приводит к минимизации искажений и выравниванию амплитудно-частотных характеристик широкополосных динамиков.

В Советском союзе очень любили создавать рупорные акустические системы на базе широкополосников 4А-28, например: Акустический агрегат с повышенным КПД на низких частотах.

Рис. 1. Широкополосные динамики 4А-28

Об оформлении динамиков.

Большое
значение на
равномерность
АЧХ
оказывает
акустическое
оформление —
корпус
акустических
систем. Если
расставить
основные
типы
корпусов в
порядке
увеличения
неравномерности,
начиная с
самой
маленькой, то
получится
следующий
ряд, не
зависящий от
того,
открытая АС
или закрытая:

1. Шарообразный
   корпус (пол-шара
   для
   открытой АС);
2. Трапеция
   неправильной
   формы;
3. Цилиндр с
   отверстием
   на боковой
   стенке;
4. Параллелепипед
   с
   отверстием
   не по центру;
5. Куб;
6. Цилиндр с
   отверстием
   на верхней
   стенке —
   диске.

Отсюда
можно
сделать
вывод, что
наиболее
технологичный
тип корпуса и
предпочтительный
по форме АЧХ —
это трапеция,
в которой
динамик
расположен
не на
геометрическом
центре.

Самым
тонким
моментом в
конструкции
АС является
передняя
дека, на
которой
крепятся
динамики.
Отверстие
под динамик, и
хуже, если их
два,
ослабляет
механическую
прочность
деки, делая её
склонной к
резонансам
на средних
частотах. Не
касаясь
способов
крепления
деки, на мой
взгляд, она
должна быть
толстой и
набранной из
отдельных
листов. Но
если
отверстие
под динамик у
всех листов
делать
одинаковым,
то
получается
локальный
цилиндр. Надо
идти на
компромисс и
делать
отверстия
разных
диаметров на
разных
листах деки (обычно
2, 3) с
увеличением
диаметра.
Меньший
диаметр у
наружного
листа, к
которому
будут
крепиться
динамики.
Листы лучше
не склеивать
между собой, а
скручивать
шурупами,
через
прослойки
плотной
ткани

При
расположении
на деке
нескольких
динамиков
особое
внимание
надо
обращать на
укрепление
перешейков
между ними. В
некоторых
случаях
особо узких
перешейков,
под ними надо
располагать
поперечные
опоры,
привинченные
к боковым
стенкам, для
придания
большей
жёсткости
конструкции.
К этим опорам
должны быть
прикручены
перешейки
между
динамиками

Панели
боковых
стенок,
бруски для
крепления,
лучше всего
не клеить
между собой, а
свинчивать.
Между
стыками надо
прокладывать
уплотнители
из тонкого
войлока (сукна)
или пористой
резины.
Шурупы,
крепящие две
детали,
должны быть
жестко
связаны
только с
одной из них.
Отверстие
для шурупа во
второй
детали
должно быть
такого
диаметра,
чтобы
вероятность
касания
шурупом была
минимальной.
Под шляпку
шурупа
желательно
подложить
шайбу и
уплотняющую
прокладку из
войлока или
резины. Под
переднюю
деку
уплотнитель
лучше
проложить
потолще 3…5 мм.
Кому-то
нравятся
опоры под АС в
виде шипов, а
меня вполне
устраивают
деревянные <ферзи>
с войлочными
прокладками
по обеим
концам.

Про
расположение
и
направление
АС с
широкополосными
динамиками
могу сказать
следующее:
акустические
оси должны
быть
направлены в
сторону
слушателя,
так как у
этого типа
динамиков
диаграмма
направленности
в области
частот более 5
кГц
достаточно
узкая. Этого
легко
добиться,
сделав
наклонную
переднюю
деку и
развернув
колонки в
нужном
направлении.
Замечено, что
стереопанорама
во всей своей
широте
разворачивается
НАД
акустическими
системами,
поэтому
имеет смысл,
чтобы высота
напольных
домашних АС
не превышала
уровня глаз
слушателя
для ощущения
комфортности.

Про выбор
размеров и
демпфирующих
материалов
было уже
сказано
много, так что
вроде всё.

Пример расчета экрана

Пусть требуется рассчитать размеры экрана для головки 0,5ГД-37 со следующими параметрами:
f=315 Гц; в=0,08 м;
Q = 2,3;
m=1,2•10-3
Кг если допустимый спад частотной характеристики на
f_rp.н равен 6 дБ.
(Величина
m, будет использована в следующем примере.)

1.
Из (27) находим:
f_rp.н = 1,4•343/3,14•0,08=1920
Гц;

2.
По определяем:
f_rp.н = 315 Гц;

3.
φ(Q)≈Q=2,3;

4.
Площадь экрана по (28): S=0,15•3432/3152•2,32=0,034
м2;

5.
При допустимом спаде частотной характеристики на нижней граничной частоте, равном
6 дБ, из () находим :
S’=0,017 м2;

6.
Выбираем размеры экрана равными (0,17×0,1) м2.

И другие…

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта — трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы…

Nautilus от Bowers & Wilkins — одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления — нагрузочные трубы

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.