Music angel - ламповые усилители - бытовые акустические системы

↑ Как получить бас

Чтобы понять из чего и как складывается результирующий бас динамика в акустическом оформлении, надо найти составляющие влияющие на него, разделить их и исследовать каждую. Это поможет в достижении результата.

На рис. 4 показана АЧХ Eminence Alpha 15А в бесконечном экране (пунктирная синяя), в бесконечном экране с отражением пола (сплошная красная) и идеальная (сплошная черная), к которой мы стремимся. По сравнению с идеальной, рассчитанная для бесконечного экрана с отражением от пола, имеет подъём до +10 дБ на самых низких частотах. Другой интересной особенностью двух расчетных кривых является небольшая волнистость, которая начинается выше 100 Гц, это происходит из-за направленности излучения головки диаметром 15» и отражений от пола, напоминаем, что измерения делаются на высоте и в точке прослушивания. При изменении точки прослушивания (измерения), изменении установки высоты динамика от пола, АЧХ будет меняться. Не надо забывать, что параметры фабричных АС приводятся обычно в безэховой камере, где «нет пола».

На рис. 5 показано влияние идеальных фильтров низких частот (ФНЧ) 2-го порядка. Показаны рассчитанные АЧХ: головки в бесконечном экране с отражением пола из рис. 4 (пунктирная красная), ФНЧ 200 Гц (пунктирная синяя), результирующая (сплошная красная), и целевая (сплошная черная).

Графики, приведенные на рис. 6 имеют ряд интересных особенностей. Начнем с красной пунктирной линии, это АЧХ в бесконечном экране, как на рис. 5 с ФНЧ второго порядка на 200 Гц. Пунктирная синяя линия с учетом размеров реальной лицевой панели и расположения динамика на ней, аналогично программе EDGE. Сочетание этих двух кривых с учетом фазы, которое не показано, изображено сплошной красной линией. Окончательный вывод: АЧХ низкочастотного звена с хорошей точностью соответствует заданным требованиям. На рис

6, обратите внимание на пересечение двух штриховых линий на 165 Гц. Ниже 165 Гц, именно ограниченная ширина лицевой панели препятствует «горбу» и позволяет достичь требуемой АЧХ

Это влияние позволяет увеличить эффективную частоту раздела примерно до 400 Гц. Основываясь на результате, показанном сплошной красной линией, ФВЧ частота для ШП может быть установлена (подобрана) выше, чем частота 200 Гц, используемая для ФНЧ. Мы рассмотрели проект, оптимизированный для низкочастотного динамика Eminence Alpha 15А. Но в табл. 2 есть еще два подобных динамика с меньшим значением Qts.

Я часто слышал упреки в отношении относительно высоких значений Qts НЧ-динамиков в оформлении ОЯ — на басу переходные характеристики якобы будут «звонить“ и гудеть на одной басовой ноте.

Sound Art Алексея Петрушевского

Представлялись акустические системы на BMR-динамиках с оформлением «Торнадо»

Первое, что привлекает внимание к этим АС, это дизайн — красиво, стильно, современно и оригинально. Но когда их включили, то удивились все — из миниатюрных мониторчиков вдруг появился полновесный звук, сродни напольным АС среднего размера

Причем, звуковое давление было при этом приличное — они еще и достаточно мощные. Звук у них комфортный, мягкий даже на большой громкости, АС очень музыкальны. Каждая демонстрация неизменно собирала толпу слушателей и многие оставались у стенда, чтобы задать вопросы и рассмотреть все как следует. Разработка уникальная и призовой сеанс прослушивания в зале Эксклюзив получен по праву, я считаю.

Плюсы и минусы

Кроссоверы активного типа

Плюсы:

Удобство в процессе эксплуатации;
Переключатели выводятся непосредственно на корпус.

Минусы:

Слишком дорогая стоимость;
Потребность кроссоверов активного типа в усилителях для каналов;
Наличие в работе искажений, которые возникают из-за работы элементов данных устройств.

Кроссоверы пассивного типа

Плюсы:

Разделение сигналов на системы с несколькими полосами, причем для этого достаточно всего лишь два усилительных канала;
Небольшая стоимость.

Минусы:

Невозможность настройки без непосредственного вмешательства во всю схему обеспечения электричеством;
Подбирают согласно используемым полосам системы акустики;
Настройка, выбор и установка – это те процессы, которые требуют профессиональных знаний и опыта.

↑ Работа во всём диапазоне частот

Рассмотрим работу во всем частотном диапазоне. Вне басового участка она определяется ШП головкой. ФВЧ используется, чтобы отфильтровать низкие частоты и связанные с ними большие колебания диффузора ШП. Чтобы понять влияние разных условий на АЧХ, рассмотрим разные варианты акустического оформления.

На рис. 9 показана, рассчитанная АЧХ ШП в бесконечном экране (синий пунктир), в бесконечном экране с отражение от пола (сплошная красная линия), и целевая АЧХ (черная линия). Рябь в сплошной красной линии — результат отражений от пола.

Рис. 10 добавляет влияние идеального ФВЧ 2-го порядка. Показаны: рассчитанная АЧХ в бесконечном экране с отражением от пола из рис. 9 (пунктирная красная линия), ФВЧ 500 Гц (синий пунктир), комбинированная АЧХ (сплошная красная линия), и целевая АЧХ (черная линия).

Рис. 11 добавляет влияние конечных размеров и формы лицевой панели. При суммировании АЧХ рис. 10 (красный пунктир), графика отклика лицевой панели (синий пунктир), получим результат (сплошная красная линия)

Еще раз обратите внимание на рис. 11 — горб от влияния лицевой панели (синий пунктир) используется для расширения полного спектра головки по частоте вниз

В результате горб снижает эффективную частоту фильтра около 400 Гц. Установив фактическую частоту разделения выше горба от лицевой панели, можно подогнать суммарную АЧХ ближе к требуемой.

↑ 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.

Пример расчета передней панели открытого оформления акустической системы

Требуется рассчитать размеры передней панели открытого оформления глубиной h=80 мм. для головки 0,5ГД-37 (см. предыдущий пример).

Рис. 36. Частотные характеристики головки в ящиках различной формы (точка обозначает местоположение головки)

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

2. По (31) определяем резонансную частоту головки в открытом оформлении с учетом его глубины:

3. По графику на Рис. 32 находим нижнюю граничную частоту воспроизводимого диапазона при Q = 2,3; frp.н ≈ 260 Гц.

4. По графику на Рис. 33 находим разность уровней пик — провал: N=1,0 дБ.

5. φ(Q)≈Q=2,3.

6. По (32) определяем площадь передней панели оформления:

S=0,125•3432/(2602•2,32)=0,041 м2;

При спаде на частоте fгр.н, равном 6 дБ, по (30) находим, что S = 0,02 м2.

7. Выбираем размер передней панели равным 0,17×0,12 м2.

JBL EON 610

ТОП-5 Модели напольной концертной акустики

А этот, что называется гигант JBL, произведенный в Америке, станет просто незаменимым акустическим дополнением созданным персонально для озвучки весьма крупных торговых центров. Приятно, что модель EON 610 звучит в самых лучших традициях именитого бренда и при этом еще и отличается высокой эргономикой, большими возможностями установки и, конечно, управления. Рассматриваемая колонка, обладает габаритами 56х32х30 см, произведена из полипропилена, способного сопротивляться даже сильным ударам, от случайностей не застрахован никто, лучше быть к ним готовым. Вес данной конструкции составляет почти 12 кг. Имеет она две ручки, удобные ножки и обладает возможностью, при помощи соответствующего крепления, размещаться на стойку или подвес. Можно и установить колонки одну на другую.

В этой версии, JBL не изощряется в выборе цветовой гамме, а просто остановился на элегантном черном цвете. Может для кого то это является недостатком, но создатель предвидел и это, компенсировав наличие темной расцветки, оригинальным стильным корпусом с мягко закругленными краями и черной металлической решеткой, закрывающей переднюю панель.Акустическая аппаратура способна поддерживать систему Bluetooth, возможно подключение пульта управления и устройств на базе Android или iOS. При их помощи, есть возможность регулировать громкость, управлять имеющимся 5-полосным эквалайзером, а так – же сохранять и использовать пользовательские пресеты.

За качество звукового содержания ответственны 10-дюймовый вуфер и 1-дюймовый компрессионный твитер, которые функционируют в рабочем диапазоне от 60 Гц до 20 Кгц с частотой среза кроссовера на 1.8 кГц и обеспечивают суммарно пиковую мощность до 1000 Вт. Фирменный волновод Image Control Waveguide, эффективно расширяет область покрытия звука до 110х60 градусов, стоит знать, что это намного больше, чем у большинства конкурирующих аналогов. Есть возможность значительно улучшить производимую работу в больших помещениях, при помощи встроенного усилителя класса D.

Отдельно следует остановиться на эквалайзере, поверьте, он этого заслуживает, имея в своем арсенале 4 пресета: Main — Monitor — Speech — Subwoofer, существенно меняющих характер звучания. Приходим к выводу, что бренд JBL, потрудился на славу, собрав в своем детище EON 610 свои самые передовые, прогрессивные идеи. Поразительное сочетание компактности и качества звучания, отлично дополняется современными технологиями, что создает по-истине мобильную акустику очень высокого класса. Аппаратура стоящая, сомнений нет, и цена в $550, ей вполне соответствует и совсем не является завышенной.

↑ Работа во всём диапазоне частот

КБ звукотехники «Три В», Культурно-технический клуб «Студия 300»

На стенде Владимира Стародубцева и Сергея Зыкова можно было увидеть и студийный катушечный магнитофон Otari BTR-10, и винтажный виниловый проигрыватель Elac, и АС с редчайшими двухполосными коаксиальными динамиками RCA выпуска 1951 года (надеюсь, что ничего не перепутал:)), и еще много всего.

С катушечного магнитофона звучали оригинальные мастер ленты, с архивными записями высокого качества, с винилового проигрывателя — оригинальные пластинки редких изданий. Присутствовал в системе и цифровой источник, но включали его редко — было практически полное торжество аналогового звука, что нравилось очень многим, и мне в том числе. Усилительная часть конструкции — за авторством Владимира Стародубцева, естественно.

Звук был шикарный — масштабный, с полновесным НЧ регистром, с широким динамическим диапазоном, с мощнейшей энергетикой и эмоциональной подачей. Самый живой звук был именно на этом стенде. Владимир Стародубцев и Сергей Зыков знают, как его сделать:)

В дополнение, хочется пожелать успехов и крепкого здоровья Владимиру Стародубцеву и чтобы он долгие и долгие годы радовал нас живым аналоговым звуком!

Мощность и громкость

Зачастую, пользователи ставят знак равно между значением мощности и максимальной громкостью колонок. Но это не совсем верно. Параметр мощности говорит нам только о механической надежности акустики – сколько может выдержать динамическая головка при подаче сигнала указанной мощности. О громкости это говорит лишь косвенно.

Для неё (громкости) важнее характеристики усилителя, установленного в активных колонках.

Также мощность измеряется по разным стандартам:

RMS (Root Mean Squared) – измеряется подачей сигнала 1000 Гц до определенных гармонических искажений, например, в 1% в лучшем случае, в худшем — до 10%; при таких искажениях слушать колонки на высокой громкости будет просто невозможно из-за лишних хрипов и призвуков.

Из-за этого колонки с указанной мощностью в 20 Вт могут звучать громче и чище, чем колонки с мощностью 30 Вт, которые вы просто не сможете слушать на громкости выше 70% от максимальной, при этом они будут звучать тише, а стоить дороже.

PMPO (Peak Music Power Output) – так называемая «китайская мощность», это пиковая мощность, которую могут выдержать динамики при кратковременной нагрузке 100-250 Гц без учета нелинейных искажений. На такой акустике может указываться мощность в несколько тысяч Ватт, что не имеет никакого отношения к громкости или качеству звука.

Куда ставится

Учитывая того, что кроссовер не может быть установлен в любое место, следует отметить те места, которые подходят для установки динамиков и усилителей.

Требования к местам монтажа:

Отсутствие каких-либо подтеканий или сырости;
Свободный и комфортный доступ как для подключения, так и для настройки;
Отличные показатели циркуляции воздушных потоков для обеспечения охлаждения;
Отсутствие каких-либо неудобств или помех, которые так или иначе связаны с эксплуатацией транспортного средства;
Хороший визуальный внешний вид.

Чаще всего это такие места, как:

Спинки сидений (задних);
Задняя полка (компрессор может быть расположен как снизу, так и сверху);
Под сидениями (передними);
Под полом багажника (в том случае, если конструкция транспортного средства это позволяет.

Приведите детей

Рис. 1. Схема параллельного кроссовера

Вряд ли они у вас совсем уж взрослые, так что подойдут. Известно из практики, что если работу какого-то устройства нельзя объяснить десятилетнему мальчику, оно, скорее всего, вообще не работает. Вот схема пассивного двухполосного фильтра первого порядка. Проще уже не бывает. Одна индуктивность, один конденсатор. Пришёл ваш сорванец? Теперь покажите ему рис. 1 и объясните правила игры: конденсатор С пропускает переменный ток тем лучше, чем выше частота. Индуктивность L тем лучше, чем частота ниже. Куда пойдёт ток с очень низкой частотой? Через индуктивность и на НЧ-головку. А на ВЧ — не пойдёт, она как бы заперта. Если частота будет повышаться, «кран», состоящий из индуктивности, будет постепенно закрываться, а второй, конденсатор — открываться, пока не окажется, что весь сигнал идёт на ВЧ-головку. Что нам и требовалось.

Рис. 2. Схема последовательного кроссовера

А теперь давайте эти же компоненты соединим по-другому (рис. 2). Вот пошёл от входа переменный ток низкой частоты. Как он может добраться до «земли» в низу схемы? Конденсатор на низкой частоте заперт, путь один — через НЧ-головку. Далее появляются два пути: через ВЧ-головку, у которой какое-никакое, а сопротивление, или же через индуктивность, у которой на низкой частоте сопротивления почти что никакого. На высоких частотах — всё наоборот, итог: через НЧ-головку идут низкие частоты, а высокие предпочитают более лёгкий обходной путь, через пищалку — высокие, потому что индуктивность не даёт им пройти мимо. Те же компоненты, но действуют они в другой манере. В первом кроссовере, параллельном, каждый из частотно-зависимых элементов вставал неодолимой преградой на пути «ненужных» частот, а два таких фильтра соединены параллельно и, вообще говоря, друг на друга никакого влияния не оказывают. Во втором, последовательном фильтре ёмкость и индуктивность шунтируют «лишние» частоты, а «нелишним» не оставляют иного пути, кроме как через предназначенную для них нагрузку. Интересно, давно это кому-то пришло в голову? И есть ли, собственно, разница?

↑ Схема пассивного фильтра

Как было написано выше, оптимальными при симулировании оказались ФНЧ 2-го порядка с частотой перегиба 200 Гц и ФВЧ 2-го порядка с частотой 500 Гц. В связи с влиянием лицевой панели, фильтры второго порядка фактически работают на частоте приблизительно 400 Гц. Фильтры и список компонентов для него приведены ниже в табл. 3 и схемах, на рис. 12.

Подставив в симулятор фактические номиналы компонентов фильтра, с учетом сопротивления катушек индуктивности постоянному току, получим окончательный результат, показанный на рис. 13.

Фактическая отдача увеличена до 91 дБ, синие пунктирные линии показывают отклонение + / — 2 дБ от этого уровня. Красной линией показан окончательный результат проекта. Примерная стоимость компонентов проекта показана в табл. 4.

Если с первого раза не получилось

Даже если первая попытка найти нужные материалы, инструменты не увенчается успехом, стоит отложить свою идею на потом, но не прощаться с ней. Это действительно легко – взять и смастерить кроссовер. Поможет в этом схема кроссовера для акустики и фото прибора в деталях. С ней легко разобраться, понять, что это такое в принципе, получить наглядное представление, принять решение, опираясь на факты.

На этих фото чётко видно, что нет в приборе ничего страшного. Он прост, как 5 копеек. Справится и девушка, и мужчина, которые посещали уроки физики в школе, учились старательно. Впрочем, можно купить уже готовый, заводской кроссовер, или доверить тюнинг, модернизацию акустической системы авто профессионалам. Просто это стоит денег.

↑ Выбор динамиков

Звукопоглощение

Заходя в помещение, где что-либо будет звучать, многие специалисты (в кавычках и без) в области звука хлопают в ладоши. Резкий звук позволяет «на глазок» оценить реверберацию помещения (наличие, характер и степень интенсивности эхо).

Здесь может быть два крайних случая. Очень сильная реверберация, которая наблюдается в «голых четырех стенах» — к примеру, бетонных или кафельных, поглощающих не больше 1–3% энергии падающего на них звука. либо практически полное отсутствие реверберации, которое достигается, например, в безэховых камерах либо помещениях с невероятным количеством ковров, драпировок, книг и мягкой мебели.

Интерьер в духе минимализма… Проблемы с гулкостью гарантированы

Повторим предупреждение: полное описание акустической ситуации займет в 10 или 100 раз больше места и будет доступно выпускникам электроакустического факультета. Наша задача — дать несколько советов для решения проблем с акустикой комнаты минимальными средствами, без применения измерительной аппаратуры и даже усложненной терминологии, просто и более-менее доходчиво.

Мягкая мебель, ковры, шторы, салфетки — чем не безэховая камера?

Итак, реверберация, несмотря на то, что она присутствует в самой фонограмме, в комнате прослушивания также нужна — давайте примем это за аксиому. Другое дело, что ее параметры должны соответствовать определенным пределам, которые понятны субъективно (критерий «приятно или неприятно слушать»).

Кроме того, стоит понимать, что сам выбор типа и размеров акустики, уровня ее возможного звукового давления зависят от размеров комнаты — причем не только кубатуры, но и высоты потолков, формы, материала стен, применяемых покрытий, наличия мягкой и корпусной мебели, окон и штор и многого, многого другого, включая, естественно, взаимное расположение акустики и слушателей.

И поскольку объем полного описания всех взаимодействующих в этом случае факторов стремится к бесконечности, предлагаем диаметрально противоположный подход: вульгарно упростить задачу.

Лаборатория Illuminati

Акустика Illuminati уже известна слушателям по Выставкам 2013 и 2014 годов, модели Symmetry, Universe и SeHi снискали заслуженную популярность у любителей музыки. На РосХайЭнд 2015 Вячеслав привез только одну новую модель акустических систем —напольные Illuminati Excellent, но они оказались настолько удачными, что вызвали живой интерес как у посетителей выставки, так и у ее участников.

Эти четырехполосные АС являются топовой разработкой Вячеслава, в них применены высококачественные динамические головки и компоненты фильтров. Акустическое оформление — закрытый ящик, что значительно упрощает инсталляцию АС в помещении.

Сетап Вячеслава звучал с ноутбука, через ЦАП Lynx D-47 и усилитель Александра Трусова.

Многие, в том числе и я, пробовали подключать АС Вячеслава к своим усилителям и все остались довольны результатом. Несмотря на высокую стоимость, АС едва смогли доиграть до завершения мероприятия — покупатели чуть не увезли их домой прямо со стенда в самый разгар Выставки:)

Не об этом ли мечтает любой разработчик аудиотехники? Вячеслава можно поздравить с таким результатом его творческого процесса!