Токовый усилитель для 4ГД-35 · All Blogs
Наконец-то выкладываю схему и замеры своей активной открытой системы на базе 8АС-4 (по 2 динамика 4ГД-35 в колонке, открытый ящик). Начинал делать в 2009 году, с тех пор она в разных стадиях готовности и эксплуатируется, в основном в спальне. Ноу хау системы представляет собой усилитель: LM3886 в инвертированном включении, в режиме ИТУН (источник тока, управляемый напряжением), сдвиг в сторону класса А, компенсация ОЯ, компенсация резонанса, ограничение КУс на ультразвуке (с помощью индуктивности в токовом датчике), фильтрация частот ниже рабочих. Особенностью 4ГД-35 является то, что спад отдачи на высоких частотах примерно пропорционален индуктивности звуковой катушки, а применение ИТУН позволяет это скомпенсировать и расширить полосу звучания вверх, при этом не возникает необходимости вводить подавление ВЧ, как на многих других динамиках при использовании ИТУН. СЧ-ВЧ играет отменно (ВЧ заметно лучше многих АС с пищалками), низов для повседневного прослушивания тоже достаточно (полка от 100Гц благодаря компенсатору). Если нужно дискач, то биампом можно пришить какое-то НЧ-звено. Для адекватного комнатного прослушивания низов хватает, при этом они полностью лишены какой либо размазанности, гула или «стука по голове», характерых для малогабаритных закрытых АС.
·· ··
Итак, за основу взяты обычные 8АС-4, в каждой колонке по 2 шт 4ГД35 в открытом ящике. Доработки динамиков: пропитка диффузором раствором хитозана в уксусе, пропитка для бумажных подвесов размягчающей пропиткой AIE, противомагниты, наклейка кусочков резины от камеры на корзины динамиков. Доработка ящиков минимальная: проклейка швов и старенький ватиново-войлочный коврик на стенки изнутри. Была цель сохранить аутентичный внешний вид и габариты. Теперь к схеме (кликабельно):
Схема усилителя подойдёт для любого ОЯ или щита на 4ГД35 где-то 1-4 (может и больше) динамика на колонку в последовательном включении, единственное, что нужно будет подкорректировать под другой щит или ящик — это OB Compensation (номиналы можно подобрать в эмуляторе или в Edge, финальная коррекция на слух). Корректор на резонансе в любом случае может потребовать настройки под ваши динамики. Для ЗЯ, ПАС это место можно выкинуть, входной кондёр (С8) увеличить до 0.47..1 мФ, перенастроить или убрать корректор на резонансе. На схеме не показана задержка включения динамиков после подключения питания, использована тривиальная на транзисторе и кондёре, примерно на секунду, иначе до набора на БП ~8 вольт и входа микросхемы в режим «хлопает» (это из-за Rqc, который «смещает усилитель в сторону класса А»). Если Rqc удалить, то задержку ставить не нужно, а также будет хорошая экономия электроэнергии и радиаторов. Ценой весьма «тонкого» изменения качества звучания. R8/C7/R9 на схеме не объяснены, это опциональный дополнительный ФВЧ для ослабления частот ниже рабочих, для ЗЯ опять же можно выкинуть. Ну и БП тоже не нарисован, там всё традиционно. График частотки усилителя, построенный на модели, и может быть на чуть-чуть других номиналах, в любом случае применительно к реальным динамикам он не точный. Прицепляю, просто чтобы можно было понять идею:
Сегодня выпала возможность промернуть систему на скорую руку. Условия замера: жилая комната с диким хаосом. Колонки на полу. Замер примерно с 1 метра. При смене усилителей пришлось всё чуть подвигать с места на место. В процессе замера выяснилось, что резонанс за годы эксплуатации подразмазался и опустился герц на 10-15 (вероятно, это подстава со стороны пропитки), поэтому на НЧ вылезла итуновская загогулина. (Не знаю, буду это править или нет, или просто забью. Когда-то вообще-то была мысль сделать к ним саб от ~80-100 Гц. Для исправления надо добавить 33/16 нФ к ёмкостям в Twin-T фильтре.) А также, хотя одиночный динамик на корректоре имеет -8 дБ на 20 КГц, но два динамика уже имеют завал гораздо больший. Кстати, выше ~18 КГц графики должны быть чуть-чуть завалены, поскольку по техническим причинам пришлось в качестве источника подключить планшет и использовать 44 КГц оцифровку (она врёт в районе 20 КГц по сравнению со 192 КГц, которые я обычно использую). Мысленно докиньте туда 2 дБ 1. Обычный усилитель, ближнее поле одного из динамиков:
2. ИТУН+корректор, ближнее поле одного из динамиков:
3. Обычный усилитель, 1 метр, на полу:
4. ИТУН+корректор, 1 метр, на полу:
Звук отличается кардинально — без коррекции только голый вокал или рояль слушать, с коррекцией играют более-менее любую музыку и значительно лучше. По вкусу можно эквализовать вторым Twin-T горб в районе на 300 Гц и правильнее настроить Twin-T на резонансе, а для совсем хороших НЧ добавить активное НЧ-звено. Обсуждение на Аудипортале.
Эксперимент с 8-ГДШ-2
Здравствуйте Форумчане!
С нормальными динамиками для ламповой акустики в моих краях проблема (их нет), да и завалялась у меня
пара динамиков 8-ГДШ-2 с каких-то древних колонок 15-АС-ХХХ , бумажники 8″. Одним
словом, динамики бросовые, валялись без дела, не жалко было пустить на эксперимент. Я этот
эксперимент собственно и провел, охота поделиться впечатлениями.Да и вычитал
я где-то в инете совет типа «если нет ламповой акустики, на первое время — взять старые
бумажные динамики и слушать на них»
С древних времен лежало у меня два корпуса для АС, ЗАС по 28 литров, делал под 25ГДН1, да динамики
те померли давно, а эти размером как раз подошли. В качестве пищалок — 4ГДВ1, через кондер К73-17 на 4,7 мКф.
Теперь о табличных параметрах 8ГДШ2 — диапазон 100-12500 Гц, чувствительность 91 Дб( собственно из-за этого
параметра я на них внимание и обратил), частота основного резонанса 100 Гц, полная добротность 2
(при этом они с завода стояли в ЗАС где-то по 8 литров!!!).
Итак-вставил, подпаял, щели залепил, включил. Первое впечатление — ужас! Как проводное вещание
в совковые времена — нет баса-бубнеж, нет высоких, одна середина — да если бы хоть она была нормальная,
а то какая-то кричащая, аж в ушах свербит — не помогает никакая эквализация, хочется все время сделать
тише, делаешь тише — не слышно музыки, надо громче. Первый вердикт — полный мусор, на свалку.
Зато спокоен стал душой, попорчу динамики — выкинуть будет не только не жаль, но еще и в радость.
Взялся за доработку.
Доработка свелась к трем довольно простым операциям: пропитывание гофра диффузора глицерином,
вырезание двух радиально противоположных секторов в центрирующей шайбе (в сумме удалил где-то
130-140 градусов гофра) и опять же пропитка остатка центрирующей шайбы глицерином. В результате
я не испортил системы, ход диффузора стал значительно мягче, звучание динамика стало меняться
Собрал, включил…Стал слушать… Ну что сказать, выбрасывать его я уже передумал
Сначала появилось немного больше баса (результат меня все еще не удовлетворил). Но гофр диффузора
как-то не спешил пропитываться глицерином… Прошла ночь, я пошел на работу, вернулся с работы,
потрогал динамик. Вот это ДА! Мягкость подвеса системы ОЧЕНЬ изменилась (глицерин наконец-то
пропитал гофр). Включаем. О!!!!
Ну что сказать. Я пока не измерял ничего (будет время — померяю), но:
1) Появился бас
2) пропал «крик» на середине!!!! — это радует больше всего!
3) многовато высоких (думаю уменьшить кондер пищалки)
4) добротность ощутимо уменьшилась, но по-видимому все еще высоковата (немного бубнит,
хотя и несравненно меньше, чем перед доработкой). Вторая АС у меня пока-что с недоработанным
динамиком, сижу, сравниваю — что сказать, разница поразительная!!! Минимальная доработка,
результат конечно далековат от идеала, но улучшение налицо.
Заключение: хочется довести эксперимент до конца, выжать из всего этого барахла лучшее, что можно
выжать — прошу не высмеивать и не отправлять типа «иди купи себе нормальную акустику» —
обязательно куплю, как только смогу где-нибудь Визатоны заказать Так вот — сможет-ли
кто нибудь из уважаемых знатоков подсказать что-нибудь дельное — где предел подобной доработки,
можно ли еще что-нибудь подобным образом «доработать», есть-ли опыт и т.д.
Буду благодарен за любые советы. Сорри, что много текста, больше не буду
Общие сведения
В настоящее время на различных форумах по аудиотематике идут бесконечные споры по созданию акустических систем на базе широкополосника 4ГД-35. Есть информация о невероятно хорошем и живом звучании подобных сборок, а также многочисленные примеры создания их своими руками за небольшие деньги. Встречаются конструкции в щите, рупоре, открытых и закрытых ящиках.
Некоторые умельцы ставят их в так называемую трубу Войта (TQWP), хорошо зарекомендовавшую себя при воспроизведении басов в небольших помещениях. Для поддержки высоких частот, через конденсатор в 1-2 мкФ, добавляется пищаль 2ГД-36. Примеры подобных самодельных колонок воплощены в жизнь уже многими меломанами.
Маркировка
Выпускался примерно с 1973 года на предприятии «Динамик» г.Гагарин, которое уже прекратило производство подобного оборудования. В разное время в его конструкцию вносились небольшие доработки и изменения. На первых изделиях символы «ГОСТ 9010-73» наносились на металлическую часть зеленой краской, вместе с печатью технического контроля «ОТК». Некоторые считают, что звук от них более качественный и объемный.
Позже появились модифицированные версии, с применяем требований другого стандарта — ГОСТ 9010-78. Они немного отличались визуально от своих предшественников, а на корпусе стоял красный штампик «СССР». В 80-xx на устройство наносится другая маркировка — «8ГДШ-1-4».
Технические параметры
Рассмотрим основные паспортные технические характеристики на 4ГД-35:
- диапазон поддерживаемых частот: 63 – 12500Гц
- мощность: рабочая 0,8 Вт; номинальная 4 Вт; кратковременная пиковая (PMPO) до 15 Вт; долговременная (RMS) 8 Вт;
- чувствительность: 92дБ;
- неравномерность АЧХ: 16дБ;
- коэффициент гармоник (при 0,8 Вт): 125 Гц: 7 %; 200 – 300 Гц: 5%; 1000 – 8000 Гц: 3%
- акустический импеданс (сопротивление): 4Ом;
- полная добротность: 1,1-1,7;
- резонансная частота в воздухе: 50-85 Гц;
- размер: диаметр диффузор 200 мм; глубина 75,6 мм;
- масса: 0,88 кг
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.
Определим, каким должен быть размер экрана?
Желателен такой экран, который позволил бы на нижней граничной частоте воспроизводимого диапазона получить такой же уровень звукового давления, как и на верхней границе поршневого диапазона
frp.в зоны его действия, т.
е.
выровнять звуковое давление на нижних и средних частотах.
Значение
frp.в может быть найдено из ().
Выбор нижней граничной частоты зависит от добротности применяемой головки.
Ранее отмечалось, что форма частотной характеристики головки при
Q<1,93 монотонно возрастает, а при Q≥1,93 на частотной характеристике появляются провал на частоте
ω2 и пик на частоте
ω1.
Добротность головки при помещении ее в плоский щит практически не меняется.
Неравномерность частотной, характеристики при
Q<1,93 и при правильном выборе размеров экрана определяется только спадом в область более низких частот.
Поэтому за нижнюю граничную частоту при
Q<1,93 выбирают резонансную частоту головки ω.
При
Q≥1,93 за нижнюю граничную частоту обычно выбирают частоту пика
ω1 частотной характеристики головки (Рис.
23, кривая 2) и неравномерность частотной характеристики в этом случае определяется провалом на частоте
ω2.
Однако при этом несколько сужается расчетный диапазон воспроизводимых частот по сравнению с его значением при
Q<1,93.
Для устранения этого недостатка авторами предложен другой способ выбора нижней граничной частоты воспроизводимого диапазона, позволяющий снизить ее значение.
Суть его заключается в том, что нижняя граничная частота выбирается на частоте
ω<ω1, на которой уровень частотной характеристики равен ее уровню на частоте провала
ω1 ().
Рис.
30. Типичная частотная характеристика открытого акустического оформления в области низких частот при
Q>1,93
В зависимости от значения
Q эта частота может быть несколько выше или ниже ω.
Исследования показали, что наиболее рациональная добротность головки для открытых АС равна
2,4.
При этом нижняя граничная частота открытой АС
frp.в совпадает с резонансной частотой головки
ω.
Площадь экрана, исходя из обеспечения наиболее равномерной характеристики, может быть определена как
S = 0,15c2/f2гр.нφ(Q)
(28)
где φ(Q) — некоторая функция от
Q, при 1,93<Q<2,5 приближенно равна
Q; frp.н — определяется по
Рис.
31.
Зависимость φ (Q)
от Q
Рис.
32. Зависимость
frp.в от Q
При Q<1,93 выражение (28) имеет вид
S = 0,15c2/f2Q2(29)
Обычно экраны выполняют меньших размеров, чем рекомендовано в (28) и (29).
Тогда на нижней граничной частоте следует ожидать спада частотной характеристики на
Nдб=10lg(S’/S)
()
где S — вычисленная по (28) и (29) площадь экрана; S’ — фактическая площадь экрана.
Круги на воде
Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно — пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.
Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций
Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.
Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.
Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri
Обратная сторона медали — большая опасность ранних отражений этих волн от стен и мебели, о вредоносности которых я подробно рассказывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».
Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.
Контрапертура
Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.
Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.
Рецепт и ингредиенты
Корпус из ламинированного ДСП толщиной 16мм. Крепление внутреннее: рейки, шурупы, клей. Дополнительно утолщать стенки я не стал (кроме нижней части лицевой панели), мотивируя это тем, что акустика маломощная.
Внутреннее демпфирование корпуса: войлок, синтепон.
Под динамики надо подложить уплотнитель или «посадить» их на пластелин.
Основание: ДСП плита с декоративным алюминиевым уголком по периметру.
Ножки регулируемые, на основе мебельных гаек «краб».
Фильтр – конденсатор МБГЩ-2 4мкф 160в.
Подключение динамиков синфазное.
Внутренние провода медные 1,5 мм «Одескабель».
Разъемы под «банан» советские приборные (бронзовый точеный контакт в корпусе из карболита).
Кабель «усилитель-АС»: Одескабель 2Х4мм; разъёмы «бананы» Profigold.
Итого: 72$.
Собрав корпус, закрепив и подключив динамики, расставьте АС в нужное вам положение в комнате. Прослушайте свою любимую музыку на интересующей вас громкости. Добавляйте войлок и синтепон «по вкусу», добиваясь нужного вам оттенка а звуке.
Спасибо за внимание и желаю успехов
