Динамик 25 гд 1 4 от s90. Акустическая система Radiotehnika S90: описание, отзывы
Меломаны постоянно заводят споры о том, какую акустическую систему выбрать для комфортного прослушивания музыки в домашних условиях. И это неспроста: весь контингент разделился на два лагеря. Первые считают, что стоит выложить кругленькую сумму за покупку крутой Hi-Fi (или того лучше Hi-End) системы, чтобы быть счастливым и забыть о головных болях насчет этой темы на всю оставшуюся жизнь. Но есть и те, кто не готов отдать накопления всей своей жизни за дорогую акустику (вместо положенного автомобиля или квартиры), поэтому и считают лучшим вариантом приобретение более простой аппаратуры либо же доработку старой доброй классики до хорошего звучания.
В данной статье речь пойдет об одной из популярнейших аудиосистем еще производства времен СССР, которая не смогла оставить равнодушным ни одного своего обладателя. Колонки S90, технические характеристики которых способны будоражить сознание и по сей день, стали одним из самых высоких достижений советской фирмы «Радиотехника».
Модели колонок
Самое первое, что стоит упомянуть, это настоящее и полное наименование модели колонок - 35АС-012. Немаловажным фактором является и то, что данная акустика выпускалась в нескольких вариациях. Самые популярные из них - S90 и S90B. Также существовали модели S90i, S90D и S90f, но они не получили большого распространения и в настоящее время почти не встречаются.
Модель с постфиксом «B» отличалась от обычных «девяностых» более широким диапазоном воспроизводимых частот. Также значимым отличием было введение индикатора электрической перегрузки динамиков. Рекомендуемое значение мощности высококачественного усилителя для данных колонок находится в диапазоне от 20 до 90 Ватт. Стоит также отметить, что «Радиотехника» S90, S90B (и другие модификации) были первыми моделями акустических систем, которые удовлетворяли международным требованиям к аппаратуре категории Hi-Fi.
Конструкция
Корпус, в который заключены колонки S90, является, по сути, неразборным прямоугольным ящиком, изготовленным из Облицовкой служит фанерованный шпон из ценных пород дерева. Стенки колонок в толщину достигают 16 мм, лицевая панель выполнена из фанеры толщиной 22 мм. Внутренние стыки стенок корпуса соединены специальными элементами, которые увеличивают жесткость и прочность конструкции, но не препятствуют качественному звучанию.
Если взглянуть на устройство спереди, то динамики располагаются в следующем порядке (сверху вниз): ВЧ-динамик, СЧ-динамик и НЧ-динамик. Также на передней панели колонки S90 можно увидеть график АЧХ (амплитудно-частотной характеристики) и отверстие фазоинвертора. Тогда как АЧХ располагается сверху либо снизу (в зависимости от модели акустики), фазоинвертор всегда находится в нижней части. Сделано это из соображений правильной конструкции для лучшего звучания и придания колонкам хороших басов.
Колонки S90: характеристики
Если брать в пример обычные S90, то в них установлены динамические головки прямого излучения. Точнее, высокочастотная головка 10ГД-35, среднечастотная головка 15ГД-11А и низкочастотная головка 30ГД-2 (в более поздних моделях - 75ГДН-1-4).
Оснащена двумя ступенчатыми регуляторами уровня воспроизведения для регулировки СЧ и ВЧ в диапазонах от 500 до 5000 Гц и от 5 до 20 кГц. Каждый регулятор перемещается в трех фиксированных положениях. В положении «0» для сигнала с разделительного фильтра нет никакого препятствия, и он подается непосредственно на соответствующую головку. При использовании положений «-3 дБ» и «-6 дБ» сигнал ослабляется в 1.4 и 2 раза соответственно по отношению к положению «0». С помощью переключения выбранного регулятора можно произвести изменения в тембральной окраске звучания.
Паспортная мощность колонок S90 - 90 Ватт, тогда как номинальная - 35 Ватт. Показатель номинального электрического сопротивления в данной акустической системе находится на отметке в 4 Ома, а диапазон частот, доступных для воспроизведения, колеблется в промежутке от 31,5 Гц до 20 кГц. Номинальное звуковое давление же у S90 - 1.2 Па. Хочется отметить достаточно внушительные размеры одной колонки - 71,0 х 36,0 х 28,5 см, а суммарная масса всей системы достигает 30 кг.
Схема АС и подключение к источнику звука
Для того чтобы понять, стоит ли заниматься доработкой любой акустической системы, нужно изучить все данные и аспекты аппаратуры. Ниже приведена электрическая схема колонок S90. Разобраться в ней сможет каждый даже начинающий радиолюбитель, нужно лишь иметь хотя бы базовые знания.
Еще одним немаловажным моментом является правильное подключение акустической системы. Ведь если что-то пойдет не так, еще при подключении можно, того не желая, вывести аппаратуру из строя. Чтобы понять, как подключить колонки S90, не нужно быть профессионалом. Главное, иметь с усилителем не менее 20 Ватт (при этом, скорее всего, звук будет недостаточно громким для больших помещений), но и не более 90 Ватт. В случае превышения допустимого значения мощности усилителя пользователь рискует остаться без акустики ввиду ее поломки. Для подключения же потребуются обычные провода для акустики, которые необходимо соединить с клеммами на каждой колонке и на усилителе. Главным условием подключения является соблюдение полярности.
Доработка 35АС-012
Как становится ясно из описания выше, сама по себе имеет неплохие технические характеристики и способна на «раскачку» даже небольших общественных помещений. Но для домашнего использования самый изысканный меломан предпочтет доработать колонки S90 своими руками. А все потому, что собранные более двадцати (а то и тридцати) лет назад акустические системы фирмы «Радиотехника» уже в те годы не обладали высоким качеством сборки и используемых материалов.
Разбор
В том случае, если акустика была приобретена в б/у состоянии и на данный момент неплохо потрепана жизнью, стоит придать значение внешнему виду. Для этого нужно разобрать колонки S90, предварительно положив их на «спину».
При снятии динамиков нужно учесть, что ВЧ- и СЧ-головки крепятся к корпусу с помощью тех же винтов, что и и накладки. НЧ-динамик же крепится отдельно, и нужно быть максимально осторожным, чтобы не повредить его при откручивании.
Регуляторы ВЧ/СЧ демонтируются намного проще, чем кажется. Всё, что потребуется сделать, - это аккуратно снять декоративные заглушки, которые находятся в центре каждого регулятора. После этого с помощью отвертки необходимо выкрутить винт, открывшийся взору, и снять саму ручку регулятора. Пластиковую облицовку необходимо бережно приподнять с двух сторон с помощью плоских предметов и достать, а оставшиеся под ней четыре винта открутить. После можно подтолкнуть внутрь колонки S90, не забыв отпаять его от фильтра.
Мешочки ваты, находящиеся внутри корпуса, нужно достать. Опять же, если прошлый владелец колонок не забыл их вернуть на место в случае разбора.
Следует предварительно отпаять панель с фильтрами от выхода с задней стороны АС, после же ее нужно демонтировать, открутив винты. Теперь можно снять панель с прикрепленными к ней клеммами.
Внешний вид и корпус
Если решетки и декоративные накладки динамиков «устали», то стоит их выпрямить и покрасить, предварительно зашкурив и обезжирив. Это придаст свежесть виду колонок. Корпус колонки S90 со временем расшатывается, и его можно усилить по желанию. Это приведет к лучшему звучанию НЧ-динамика.
Сделать это можно различными способами, в том числе установкой распорок и дополнительных уголков внутри. Также необходимо обратить внимание на герметизацию всех стыков и швов с помощью обычного сантехнического герметика. Ко всему прочему можно проклеить поролоном внутренние стенки корпуса (кроме передней), что позволит повысить объем последнего.
Клеммы и фильтр
Знающие радиолюбители советуют заменить стандартные клеммы подключения акустики на клеммы универсального типа с позолоченными разъемами. Установочное место необходимо смазать герметиком и поставить панель с клеммами на место.
Немалое внимание стоит уделить и звуковому фильтру. Если он был прикреплен к корпусу металлическими шурупами, то настройка фильтра будет сбиваться. Известны случаи, когда фильтр был собран на металлической пластине. Исправить это следует перенесением всех узлов на панель из фанеры. Схема самого фильтра могла быть изменена на заводе-изготовителе в связи с различными параметрами динамиков, поэтому стоит убедиться, что все собрано по ГОСТу. Если же в фильтре присутствуют перемычки, то их необходимо выпаять и заменить, к примеру, кабелем из бескислородной меди с сечением площадью 4 мм 2 . Стоит убрать из схемы аттенюатор, так как он попросту искажает звук, и заменить провода, использующиеся для подключения динамиков к фильтру.
Для НЧ-динамиков подойдет провод сечением площадью 4 мм 2 , для СЧ-динамиков - площадью 2,5 мм 2 , для ВЧ-динамиков - площадью 2 мм 2 . После таких нехитрых действий фильтр нужно вернуть на место и закрыть поролоном.
Динамики и прочая "мелочь"
Для динамиков следует вырезать новые уплотнители. Сделать это можно с помощью дешевых или просто изживших свое ковриков для компьютерной мыши. Это самый простой вариант. После этого стоит вернуть их на свои посадочные места и поставить декоративные накладки и сетки.
Перед установкой на место регуляторов, придется выпаять из них все сопротивления. При установке их на место обязательно нужно применять герметик, как и при установке фазоинвертора.
Путем таких нехитрых манипуляций колонки S90 приобретают новую жизнь. Качество звука становится на порядок выше, несмотря на небольшие затраты. В итоге можно сказать, что если нет денег на дорогую акустику формата 2.0, можно воспользоваться подобным вариантом и стать счастливым обладателем проверенной временем АС «Радиотехника» S90. Если случилось так, что в наличии имеется только половина АС, не стоит расстраиваться. Ведь примечательно, что колонка S90, фото которой можно найти практически на любом сайте любителей акустики времен СССР, может работать одна и давать при этом неплохой результат.
Здесь расположены схемы ,подробное описание , параметры АС акустических колонок Radiotehnika класса S90 (S90 , S90B , S90D , S90F )
Качественная акустика советских времен, после небольших доработок и реставрации с уверенностью можно сказать, что даст фору многим современным акустическим системам. Если у вас завалялись подобные или купили где-небудь по дешевке то приведите их в порядок и они еще долго будут вас радовать мощными басами, насыщенными средними и высокими частотами в музикальных произведениях любого стиля и направления.
S-90 первая модель
В акустической системе
S-90
имеются два ступенчатых регулятора уровня воспроизведения раздельно для средних и высоких частот в диапазонах от 500 до 5000 Гц и от 5 до 20 кГц соответственно. Оба регулятора имеют по три фиксированных положения: "0","-3дБ" и "-6 дБ". В положении "0" сигнал с разделительного фильтра подается нп соответствующую головку непосредственно. В положениях "-3 дБ" и "-6 дБ" сигнал ослаблен относительно положения "0" на 1.4 и 2 раза соответственно.
При соответствующем спектральном составе программы переключением регулятора изменяют тембральную окраску звучания.
S-90
Паспортная мощность 90 Вт
Номинальная мощность 35 Вт
Номинальное электрическое сопротивление 4 Ом
Диапазон воспроизводимых частот 31.5-20000 Гц
Номинальное звуковое давление 1.2 Па
Габаритные размеры АС 360x710x285 мм
Масса АС не более 30 кг
Принципиальная схема S90
В АС
имеется индикация перегрузки головок громкоговорителей. Регуляторы, расположенные на лицевой панели АС
, дают возможность плавно регулировать уровень звукового давления высокочастотной и среднечастотной головок громкоговорителя в пределах от 0 до минус 6 дБ.
Есть еще модель акустической системы "S-100D
", в ней применена среднечастотная головка 30 ГДС-3
с магнитной жидкостью MAHID, что позволяет повысить паспортную мощность акустической системы до 100 Вт. В остальном конструкции "S-90D
" и "S-100D
" аналогичны.
Для работы АС необходимо подключить к усилителю, имеющему на выходе каждого канала наибольшую (максимальную) мощность в пределах от 50 до 150 Вт.
Если при работе АС начинают светиться индикаторы ПЕРЕГРУЗКА, то следует уменьшить уровень подаваемого на нее входного сигнала (регулятором громкости в усилителе, к которому подключена АС).
Паспортные технические характеристики S-90D
Паспортная электрическая мощность "S-90D"/"S100-D
" не менее 90 Вт 100 Вт
Номинальная электрическая мощность 35 Вт
Номинальное электрическое сопротивление 8 Ом
Диапазон воспроизводимых частот не уже 25-25000 Гц
Характеристическая чувствительность в диапазоне частот 100-8000 Гц, при мощности 1 Вт, не менее 89 дБ
Габаритные размеры АС 360x710x286 мм
Масса АС не более 23 кг
На рисунке ниже изображена принципиальная схема колонок S90D .
Принципиальная схема S90D
Колонки S90 схема, описание.
27120
Модернизация колонок S-90 путем замены штатных корпусов на лабиринтное оформление динимиков НЧ
Апгрейд лабиринтного оформления S-90 забивка угольников ватой и наклейка на внутреннюю поверхность шерстяного одеяла
Сначала шерстью были обклеены только фронтальные колена лабиринта, затем боковые поверхности тоже
Готовый лабиринт S-90 с обклеенными шерстью внутренними поверхностями
Переделка самых знаменитых колонок СССР Радиотехника S-90
Александр Рогожин придумал ноу-хау, как перевести наиболее известные большинству русскоговорящих людей колонки Радиотехника S-90 в лабиринтные корпуса. Статья посвящена наиболее массовой и более 20 лет считавшейся эталоном акустике советского периода, которая в первой своей генерации называлась 35АС-1. А Рогожин предлагает сделать из 35АС-1 (Радиотехника S-90) колонки с названием "Дешево, громко и супер-басисто"!
Ода колонкам Радиотехника S-90 (35АС-1)
Нет такого человека, который разговаривает на русском, украинском, белорусском языке, который хоть один раз в жизни не слышал знаменитых советских колонок Радиотехника S-90, или не имел на антресолях, в шкафу, дома или на фазенде одну из их модификаций, производившихся в более 30 лет. Можно думать что угодно про их звук, вид, резиновые динамики, но по факту это САМЫЕ распространенные «Народные» колонки на просторах бывшего СССР. Они и сейчас десятками тысяч работают в системах любителей музыки, которым их жалко выбрасывать т.к. по сравнению с фирменным «новоделом» играют они весьма и весьма достойно.
Если перед человеком стоит выбор, на каких колонках слушать музыку: с басами, громко, и за смешные деньги, то невзирая на все минусы у Радиотехники S-90, конкурентов у них практически нет, а раньше их не было тем более. В позднем СССР кроме колонок S-90 конечно появлялись «клоны», содранные с лучших зарубежных образцов, например - Электроника 100АС063 или 75АС-063. Но они были очень дороги и мало распространены, тягаться по популярности с акустикой S-90 они не могли. Получить от каких-либо других колонок три полноценные полосы с такой как у S-90 мощностью, 10 дюймовым низкочастотным динамиком и почти даром было невозможно в принципе. Сейчас это еще более актуально.
Десятки тысяч этих колонок и сейчас работают в комнатах молодых и не очень людей, не имеющих возможности осуществлять сложные проекты на дорогих импортных динамических головках. По вполне понятным причинам многие наши соотечественники не спешат отказываться от акустики Радиотехника S-90. Они не горят желанием бежать в магазин и покупать красивые фирменные АС, которые в большинстве своем отличаются от S-90 только внешностью, чего часто нельзя сказать об их звуке.
И тем не менее все мы любим слушать музыку, у всех бывает хорошее настроение, когда хочется включить «на полную катушку». Все любят качественный бас, без которого практически любая музыка лишается фундамента и большей части эмоций. Многие стили музыки без баса вообще невозможно слушать, т.к. без него пропадает львиная часть важной музыкальной информации. Душа просит УУУХ! А низкие частоты на самом деле штука весьма тонкая, чтобы адекватно звучать и производить впечатление они просят больших динамиков, корпусов и мощностей. Но даже при наличии всего этого (в крупных колонках типа S-90) бас часто получается гудящим, затянутым и невнятным, и не доставляет нам того «кайфа», который по идее должен давать. От такого баса мы быстро устаем и начинаем крутить ручки регуляторов тембра или переключать на ресивере режимы эквалайзера. И вместо получения удовольствия - раздражаться и думать о несовершенстве этого бренного мира… В такой ситуации не раз оказывались практически все любители музыки и владельцы этой акустики, в частности.
Проблемы низких частот S-90
Причина того, что на протяжении последних 30-ти лет владельцы акустики Радиотехника S-90 и ее многочисленных модификаций не довольны ее звучанием и как-то пытаются с этой проблемой справиться кроется в нескольких причинах. Основная проблема колонок S-90, подтвержденная неоднократными исследованиями специалистов - ошибка, допущенная при проектировании низкочастотного оформления динамика 30ГД-2. Пойдя в серию ошибка привела к тому, что изначально заложенный в модели Радиотехника S-90 и ее модификациях потенциал качественного воспроизведений низких частот, не реализуется даже на 20-30 % от возможных.
Огромное число владельцев S-90, чуть ли не с момента появления их продаже в 80-х годах и до сегодняшнего дня пытаются улучшить низкие частоты этих колонок колдуя с фильтрами, переделывая трубы фазоинверторов, укрепляя родные корпуса и наполняя их чем ни попадя.
Дорогие меломаны! Призываю вас перестать заниматься ерундой, т.к. это абсолютно бесполезно… Колонки S-90 от завода имеют корпус с объемом всего 45 литров - НЕ соответствующим оптимальному режиму работы установленного в него динамика 30ГД-2, 75ГДН1-4. Можно отделать его хоть корнем редких пород и со всех сторон обклеить пористой резиной - корректно он все равно работать НЕ будет.
То есть, вопрос кардинального улучшения работы этих колонок на низких частотах, это как ни прискорбно - вопрос замены корпуса, встает во весь рост.
Задача несколько усложняется тем, что за 30 лет было выпущено огромное количество модификаций колонок 35АС-1 с низкочастотными динамиками 30ГД2/75ГДН1-4 (8), имеющими большой разброс параметров. В новых корпусах эта проблема в значительной степени решена и позволяет динамикам от самых ранних выпусков и до последних чувствовать себя корректно. Настройка новых корпусов «растянута» и позволяет НЕ заниматься подбором низкочастотных динамиков специально.
Проблемы средних частот S-90
Практически все владельцы колонок s-90 отмечают противные призвуки и большую неравномерность отдачи на средних частотах, которые становятся особенно заметными на средней и большой громкости. Все грандиозные проекты по переделке фильтров путем установки в них дорогих импортных конденсаторов, замены проводов, резисторов и т.д. как и варианты по наклеиванию на диффузор среднечастотных головок половинки от теннисного шарика и т.д. терпят фиаско.
Основная же причина неудовлетворительного звучания на средних частотах совсем не динамик 15ГД-11, а его акустическое оформление. Этот «стакан», прикрывающий СЧ головку сзади имеет мизерный объем и является второй ошибкой, допущенной инженерами, проектировавшими колонки S-90. У «стакана» среднечастотной головки 15ГД-11 (20ГДС…) неправильно все, начиная от объема и конфигурации, заканчивая внутренним оформлением. При замене корпуса колонок s90 на правильный с точки оформления НЧ головки, среднечастотный динамик, также следует оформить соответствующим образом.
Конечно замена «мизерного» штатного стакана на оптимальное по объему и форме акустическое оформление не сделает головку 15ГД11 другим динамиком, но даст ей возможность делать то, что она может делать изначально.
Что можно получить
В итоге обновленные колонки S-90 звучать будут кардинально по-другому не только на низких, а и на средних частотах. В интернете представлено большое число попыток переделки колонок S-90 с целью «всех обмануть» и превратить их в студийные мониторы. Попытки касаются всего, только не замены основного «слабого места» - корпуса, и чаще всего оказываются провальными. При сохранении корпусов колонок S-90 в неизменном виде для кардинального изменения звучания нужно менять динамики на современные или проектировать трехполосные АС с нуля, на что большинство меломанов не решаются.
Предлагаю родную комплектацию колонок S-90 оставить в нетронутом виде. Ценность их в минимальном бюджете и как ни умничай, доказанной десятилетиями эксплуатации в самых жестких условиях - работоспособности.
В этих колонках есть то, что можно улучшить принципиально, это «вытащить максимально возможное» из ее динамиков. Для этого к родному комплекту динамиков и фильтров нужно изготовить акустически правильный корпус. В итоге можно выйти на принципиально новый уровень качества звучания этих колонок, ничего при этом не испортив.
Как бонус, старые корпуса можно не выбрасывать и в случае необходимости «стоковые» S-90 собрать назад и продать какому-либо любителю аутентичных колонок made in СССР.
Проблемы родных ящиков S-90
- Неправильный объем низкочастотного оформления не дает нужного уровня давления на НЧ;
- Неоптимальная частота настройки фазоинвертора приводит к неравномерности отдачи на НЧ и плохому качеству баса;
- Тип низкочастотного оформления «фазоинвертор» в сочетании с «тугим» динамиком на резиновом подвесе приводит к протяженному и однообразному «гудению» на низких частотах, вместо четкого ударного баса;
- Фазоинверсное акустическое оформление приводит к значительной неравномерности звукового давления на низких частотах в комнате, и предъявляет требования к получению от усилителя большой мощности;
- Слабые стенки ящиков колонок S-90 приводят к потере КПД на низких частотах и дают заметные призвуки при работе на большой громкости;
- Плохая герметизация ящиков не дает работать даже тому НЧ оформлению который есть у колонок S-90 в стоковом варианте;
- Предельно малый объем колпака среднечастотной головки 15ГД11 (20ГДС-) приводит к «зажатости» динамики средних частот;
- Неоптимальное демпфирование малого по объему СЧ бокса приводит к заметным призвукам и «гнусавости» на СЧ;
- Форма и размеры корпусов колонок S-90 в стоковом варианте требуют их установки на мебель, что приводит к «шаткому положению» АС, резонансу мебели на большой громкости и в итоге к ухудшению звучания низких частот;
- «Низкопрофильная» форма корпуса колонок требует установки их на специализированные подставки для акустики, что в итоге повышает стоимость системы. Установка же колонок 35АС-1 на пол приводит к недостатку высоких частот и неправильной сцене.
Преимущества новых корпусов
- Оформление низкочастотной головки - четвертьволновой лабиринт с его радикальными преимуществами на НЧ перед фазоинвертором (подробное описание здесь);
- Оптимально рассчитанная частота и добротность настройки четвертьволнового резонатора дают широкую полосу и оптимальный уровень низких частот;
- Высочайшая жесткость ящика дает максимально возможный КПД, чистый, упругий и хлесткий звук на НЧ;
- Жесткий бокс большого объема СЧ головки дает живую и открытую середину и ясный вокал;
- Расположение СЧ и ВЧ динамиков на передней панели с соблюдением расстояний до стенок корпуса по принципу «золотого сечения» уменьшает дифракционные явления на вокале и высоких частотах и делает звучание намного более комфортным;
- С новыми корпусами акустика превращается в классическую напольную конструкцию с оптимально расположенными по высоте динамиками СЧ и ВЧ;
- Колонки имеют более узкие и высокие по сравнению с стандартными S-90 передние панели и не требуют каких бы то ни было подставок. Внешний вид колонок улучшается многократно.
1. Краткое описание имеющихся Колонок S90D.
Привезенные экземпляры S90D, как сейчас помню, не терпелось побыстрее подключить и послушать "Легенду". Прослушали несколько дисков с разноплановой музыкой, ожидания к сожалению не оправдались, изрядное бубнение дребезжание элементов корпуса, кричащая серединка, режущие слух верха. Регулировка потенциометрами СЧ - ВЧ (в этой модели они выведены на переднюю панель и предусматривают плавную регулировку) положительных результатов не дало.
Была найдена в сети принципиальная схема этих колонок и произведена их разборка и анализ.
Судя по сгоревшим элементам на плате контроля перегрузок (при перегрузке должны были загораться светодиоды) и регулировок, а так же по деформирмации от высокой температуры пластикового каркаса ВЧ катушки кроссовера было видно, что жизнь колонок была нелегкой. Опасения сразу вызвали обмотки динамиков.
Оказалось что судя по датам изготовления и типам динамиков "родных" динамиков не осталось ни в одной колонке. Все динамики кроме ВЧ были аналогичной модели - достаточно свежими и в хорошем состоянии НЧ: 75-ГДН-1-8, СЧ: 20 ГДС-1-16, а ВЧ вместо 6 ГДВ 6-25 стоял Alphard TW401 8 Ом вместо требуемых 25 Ом, при этом никаких изменений в фильтре замечено не было. Звукопоглощающий наполнитель в корпусе был примерно в объеме 3х литров. В стакане под СЧ динамик 0.2 литра. Кроссовер выполнен на фанерной плате навесным монтажем. Катушки кроссоверов на пластиковых каркасах, конденсаторы бумажные.
2. Концепция вносимых изменений, используемые инструменты, приобретенные компоненты и материалы.
Основной идеей перед началом работ было доведение качества звучания до приемемого уровня, по совокупной оценке АЧХ ФЧХ в программе моделирования, собственной осязательной оценки звучания и оценки знакомых меломанов. Критерием также являлось возможное сохранение элементов "винтажного" стиля колонок как внешне так и по элементной базе.
Поискав и проанализиовав информацию по имеющимся головкам, было принято решение оставить имеющиесяся нештатные ВЧ головки, и штатные НЧ головки. Имеющаяся СЧ головку из-за слишком специфичного не в лучшую сторону звучания была заменена на Visaton SC-13, обладающий достаточной чистотой и выразительностью звучания.
Изменена конструкция и расположение фазоинвертера, расположение выбрано по прототипу колонок аналогичных времен примерно такого же типоразмера фирмы Sony.
Было принято решение выполнить новый кроссовер максимально используя имеющуюся штатную элементную базу на имеющейся фанерной плате.
В ходе работ были использованы следующие программные продукты.
1. Программа моделирования LSP Cad 2.5
2. Программа расчета катушек индуктивности E.S.P.G. - DOS
3. Генератор звуковой частоты МАА использующий звуковую карту ПК.
Были приобретены:
1. Книга "Любительские громкоговорители" С.Бать (Аудиомания)
2. СЧ головки Visaton SC13 -2 шт (Аудиомания)
3. Звукопоглощающий наполнитель (ситепон) -1уп. (Аудиомания)
4. Войлок шерстяной 5мм - 3 кг. (Шерстяная фабрика)
5. Карпет автомобильный (отделка лицевой панели) - 3 кв. м. (Автозапчасти)
6. Карпетный клей. -1 уп. (Автозапчасти)
7. Клеи ПВА - 1 л. (Строительный рынок)
8. Конденсаторы, резисторы. (Радиорынок)
3. Фильтр и фазоинвертер, о чем пишет С. Бать, год настройки кроссовера.
Перво наперво необходимо было освежить в памяти теорию фильтров из учебы в институте, был найден ряд информации в сети интернет, часть информации была почерпнута из приобретенной книги С. Бать.
В ходе анализа теории, характеристик головок (ВЧ и СЧ достаточно неплохо сыгрываются в области наложения АЧХ фильтров первого порядка) и многочисленных пробных включений родилось примерное представление структуры будущего кроссовера:
ВЧ фильтр - 1 -го порядка,
СЧ фильтр - 1 -го порядка,
НЧ фильтр - 2 - го порядка.
Осталось разобраться с согласованием фильтров по ФЧХ, расчетом по частотам среза и расчетом аттенюаторов.
Увлечение теорией было настолько детальным, что в книге С.Бать были найдены теточности в части полярности головок в одной из опубликованных в книге схем, в следствии чего вступил с автором книги в плодотворную переписку по этому предмету и с пожеланиями по освещению отсутствующих вопросов ФЧХ по Фильтрам второго порядка в следующих изданиях.
Исходя из теории:
ФВЧ 1-го порядка имеет ФЧХ убывающую с 90грд (0 Гц) до 0грд (>100 КГЦ). Частота среза имеет фазу 45Грд
ФСЧ 1-го порядка (полосовой) имеет ФЧХ убывающую с 90грд (0 Гц) до -90грд (>100 КГЦ), при чем пик пропускной способности фильтра приходится на 0Грд.
ФНЧ 2-го порядка имеет ФЧХ убывающую с 0 грд (0 Гц) до -180грд (>100 КГЦ) Частота среза имеет фазу -90Грд.
Постановка задачи формирования кроссовера сводится с согласованию ФЧХ его элементов.
Наиболее оптимальным способом согласования ФЧХ элементов в данном случае оказался способ изменения полярности СЧ головки, при этом разница фаз головок получается достаточно линейной на активном диапазоне и составляет порядка десятков градусов, что теоретически должно исключить возможные явления интерференции.
Для того чтобы как-то представить вышесказанное, предлагаю набросок ФЧХ, нарисованный исходя из вспомнившейся теории фильтров, некоторых разделов приобретенной книги, и аналитической аппроксимации недостающей части, которая не давала спать несколько ночей))
И так визуально ФЧХ элементов на верхнем графике при прямой полярности всех головок, на нижнем при изменении полярности СЧ головки.
Как видно из предоставленных рисунков для дальнейшего согласования необходимо соптимизировать частоты среза.
После ряда экспериментов, изучения характеристик головок, частоты среза выбрал следующие (усредненно):
1. - 400 Гц
2. - 3500 Гц
В программу моделирования были занесены АЧХ ФЧХ и прочие характеристики имеющихся головок, были рассчитаны номиналы элементов, катушек, емкостей, аттеньюаторов. С помошью программы рассчета катушек была определена длина провода для намотки, исходя из имеющегося провода и каркасов.
Результаты моделирования в программе подтвердили правильность теоретической концепции, и на графиках отразились в достаточной мере ожидаемые формы:
| АЧХ | ФЧХ |
4.Источник звука
В качестве источника звука используется стерео ресивер DENON DRA - 500 AE (75 Вт), приобретенный в Аудиомании. Достаточно неплохой аппарат с уверенным звуком и хорошим приемом радио.
5. Достигнутые результаты, впечатления, выводы.
В целом звук стал более детализован. Середина за счет замены СЧ динамика, и наполнения изолирующего его кокона звукопоглощающим материалом. Прежние низы ушли от бубнения, здесь большую роль сыграло укрепление корпуса, оклейка изнутри натуральным войлоком, наполнение звукопоглощающим материалом. В ВЧ области исчез режущий слух акцент за счет пересчета и согласования неродного динамика с кроссовером. На громкости близкой к максимальной при среднем балансе ВЧ и НЧ сохраняется детализация и отсутствуют призвуки искажений. При переработке колонок намеренно были сохранены родные грили и обрамления динамиков подчеркивающие стиль тех далеких советских времен.
Мнение о качестве звука системы подтвердил не один пришедший о мне на праздники гость впечатления у всех положительные. Специально был приглашен мой однокурсник, работает сейчас с концертным оборудованием - меломан купивший себе золотой монитор аудио, послушав переделанную Радиотехнику сказал - "Неплохо - особенно для фона".
Как говорится нет предела совершенству))) За праздники возникла идея все же пересмотрель ВЧ сектор. Немного расширить кроссовер СЧ, да бы дать более раскрыться Висатону, ВЧ поменять также на Виатон + фирменные катушки конденсаторы......
Благодарю дочитавших настоящую статью за уделенное внимание, готов в случае возникновения вопросов дать необходимые комментарии.
Пользуясь случаем хочу поздравить всех с Новым годом и Рождеством, пожелать новых свершений достижений в новом году которые послужили бы новой качественной ступенью к следующему году!
11.01.11Павел.
Первой отечественной АС, отвечающей требованиям на аппаратуру Hi – Fi (начальные буквы английских слов high fidelity – высокое качество, высокая верность воспроизведения звука), явилась акустическая система "S-90" 35АС-012: трехполосная, фазоинверторного типа, используются громкоговорители 30ГД-1, 15ГД-11, 10ГД-35. На базе этой модели созданы акустические системы 35АС-016 (с фазоинвертором), 35АС-018 (с фазоинвертором), 35АС-008 (закрытая), 35АС-015 (с пассивным излучателем). Все они имеют близкие параметры и отличаются внешним видом . В настоящее время эта, в некоторой степени, перестала удовлетворять запросы любителей качественного звуковоспроизведения. Учитывая то, что на нынешнем рынке представлен довольно широкий спектр дорогостоящей современной акустической аппаратуры, но не всегда качественной, рассмотрим варианты доработки пары акустических систем "S-90" 35АС-012, выпущенных в 1985 году Рижским радиозаводом им. А. С. Попова, укомплектованных более новыми, на то время, разработками НЧ, CЧ головок - 30ГД-2 и 15ГД-11А. Принципиальная электрическая схема и схема расположения деталей фильтра АС приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Фильтр электрический акустической системы "S – 90" 35 АС-012: а - принципиальная электрическая схема; б – расположение элементов на плате
Конденсаторы С1, С2, С4-7 применены тапа МГБО-2, С9, С8 – К73-11. Элементы фильтра смонтированы на 12 мм фанере размерами 210 х 160 мм. Катушки индуктивности установлены в горизонтальном положении и, к тому же, L1, L2 и L3, L4 вплотную между собой соответственно. Сам фильтр закреплен на задней стенке внутри корпуса АС сзади НЧ головки.
Корпус
Аккуратно извлекают защитные решетки головок и сами головки, фильтр и остальные элементы, которые будут ограничивать доступ к внутренним поверхностям стенок корпуса. Проводят профилактику герметичности. Промазывают изнутри силиконовой герметизирующей массой стыки стенок и посадочные места под НЧ, СЧ динамики. Заделывают силиконом (при необходимости) щели между задней, боковыми, нижней и верхней стенками с наружной стороны корпуса, предварительно очистив их от пыли, грязи и клея. Чтобы не испачкать герметикой шпоновую отделку корпуса, ее вокруг щелей закрывают бумажным строительным скотчем. Лишний герметик удаляют. После его отвердевания, острым ножом под металлическую линейку вдоль кромок скотча, в местах его сопряжения с герметизирующим составом, проделывают неглубокий прорез. Скотч удаляют. Герметик используют под цвет корпуса или прозрачный.
Среди многих радиолюбителей, дорабатываемых "S-90", распространенное средство борьбы с вибрациями панелей – увеличение их жесткости путем применения дополнительных "ребер жесткости" (планок), распорок и т. п. Также дополнительно покрывают внутренние стенки звукопоглотителем. Что не всегда оправданно, поскольку такие меры приводят к уменьшению внутреннего объема корпуса, что, в свою очередь, уменьшает и даже исключает эффективность работы фазоинвертора.
Простое увеличение жесткости стенок применением дополнительных "ребер жесткости" или утолщения панелей лишь повышает резонансные частоты панелей и меняет характер распределения их вибраций и излучения, так как изменяются число вибрирующих поверхностей и их размеры. Утолщение панелей, кроме того, увеличивает вес и стоимость оформления. Поэтому для изготовления оформления более целесообразно применять материалы, обладающие повышенными внутренними потерями колебательной энергии при их деформации (повышенным "внутренним трением"), а также достаточно высокой упругостью. Такие материалы, называемые вибродемпфирующими или вибропоглощающими, можно нанести на обычные панели. Вибропоглощающие материалы превращают часть колебательной энергии вибраций в тепло и увеличивают механическое сопротивление панелей, чем понижают амплитуду вибраций. Особенно эффективно вибродемпфирование при резонансных частотах, когда возрастают амплитуды вибраций и деформации на изгиб или сдвиг. Применение на панелях акустического оформления вибропоглощающего покрытия приводит к увеличению общей жесткости панели, а поэтому представляется возможным в 1,5 - 2 раза снизить толщи¬ну панелей без опасения увеличения их вибраций . Поэтому, на внутренние поверхности стенок дорабатываемых АС наносят самоклеющийся вибропласт толщиной 1,5 - 2 мм (гибкий и эластичный вибропоглощающий материал, представляющий собой полимерную самоклеющуюся композицию, сдублированную с алюминиевой фольгой, рис. 2, применяется для снижения вибраций кузовных деталей автомобилей).
Рис. 2 Вибропласт
Для идеально плотного прилегания к поверхности виброизолирующих материалов, изнутри стенки корпуса необходимо подготовить. А именно, ошкурить наждачной бумагой средней зернистости и загрунтовать, например, нитролаком или клеем ПВА. После этого размечают и вырезают необходимые заготовки из куска вибропласта (на некоторых материалах есть специальная разметка в виде формованных квадратиков 1 х 1 см, что позволяет обойтись без линейки и маркера). Отгибают на заготовке уголок защитной пленки и прикладывают ее на намеченное место. Прилагают край материала к поверхности и постепенно, аккуратно разглаживая его, удаляя при этом пленку, наклеивают весь кусок. Окончательно прикатывают материал с помощью ролика, добившись максимального прилегания.
Звукопоглощающее покрытие увеличивает звукопоглощение низших частот до 500…1000 Гц. Степень звукопоглощения должна быть пропорциональна площади поверхности покрытия. Если крепить его на стенках корпуса не вплотную, а на расстоянии 20 – 50 мм от них, то звукопоглощение на частотах ниже 500 Гц увеличивается . Данное условие изготовителем 35АС-012 выполнено – маты с хлопчатобумажной ватой в достаточном количестве расположены на некотором расстоянии от стенок (примерно в центральной части ящика). Поэтому дополнительно покрывать стенки звукопоглотителем не только бесполезно, но и вредно. Валики или подушки из звукопоглощающего материала, подвешенные в геометрическом центре АС дают такие же результаты, как и размещение его на стенках ящика.
Рис. 3. Герметизация швов туннели фазоинвертора
Конструкция порта фазоинвертора 35АС-012 имеет форму изогнутого туннеля необычной конфигурации в поперечном сечении. Это вызвано целью удовлетворения следующим условиям: жесткость и отсутствие резонансных призвуков в материале порта. Он состоит из двух склеенных пластиковых деталей. Места склейки оглядывают. Обнаруженные при осмотре щели заливают дихлорэтаном. После чего в этих точках обе части порта фазоинвертора стягивают струбцинами и высушивают – рис. 3. Полезно также будет оклеить его стенки полосками вибропластом. После такой обработки пластик порта становится жестким и глухим. Рекомендуется установить панель акустического сопротивления (ПАС) на выходе порта фазоинвертора. Это техническое решение, защищенное авторским свидетельством СССР № 577699, позволяет снизить акустическую добротность головки громкоговорителя в несколько раз. Акустическая система с такой ПАС звучит более естественно, без "бубнения" .
Наиболее слабое звено
Частотная характеристика среднечастотной динамической головки 15А - 11А имеет резкий спад выше 4,5 кГц – рис. 4, а, акустическая добротность составляет порядка 11,8. А чем выше добротность колебательной системы, тем сильнее она подчеркивает частоты, совпадающие с резонансными, или близкие к ним. Что, практически, исключает возможность получения полноценного неискаженного звучания при включении ее через полосовой фильтр СЧ, если не принять необходимые меры. Для устранения первого недостатка используют следующею методику.
Рис. 4. Среднечастотная динамическая головка 15ГД-11А (20ГДС-4-8): а – АЧХ звукового давления; б) – габариты и установочные размеры
Отмачивают пылезащитный колпачок головки жидкостью для снятия лака с ногтей, можно растворителями 646, 647 и другими. Аккуратно извлекают его скальпелем (рис. 5, б). Помните, что из-за сильного действия поля магнитной системы на инструмент из стали, неосторожными движениями, можно повредить элементы динамика! Далее вытирают ватным тампоном, смоченным в той же жидкости для снятия лака, диффузор от клея. Промазывают клеем "Момент" нижнюю часть рупора и верхнюю часть звуковой катушки. Просушивают 10 - 15 минут. Опять промазывают обе детали и сразу соединяют их, слегка прижимая (рис. 5, д). Рупоры устанавливают как новые, так и извлеченные, вышеизложенным способом, из старых динамиков (рис. 5, в).
Рис. 5. Приклеивание рупора в 15ГД-11А: а - головка динамическая 15ГД-11А; б - извлечение пылезащитного колпачка; в - головка динамическая широкополосная 10ГДШ-1-4 (10ГД-36К); г - высокочастотные рупоры 10ГДШ-1-4; д – этапы подгонки рупора для 15ГД-11А
Приклеенный рупор разработан для динамической головки 10ГДШ-1. Для нашего случая его следует подогнать. Подгонка заключается в его подрезании, измеряя при этом АЧХ динамика. Для этого размещают динамик на одной оси с микрофоном (желательно измерительным), в пределах 40 – 50 см, в комнате не ближе 1 - го метра от стен, мебели и т. п. Микрофон подключают в соответствующий порт видеокарты компьютера, а динамик к усилителю компьютерных АС. Запускают программу RightMark 6.2.3 и проводят измерение АЧХ. Срезают край рупора, примерно 1 см. Измеряют АЧХ и сравниваем ее с предыдущей. Операцию повторяют до тех пор пока не получат наиболее ровную АЧХ в приделах средних частот, увеличивая тем самым их диапазон до 10 кГц (рис. 6).
Рис. 6. Амплитудно-частотная характеристика головки 15ГД-11А с дополнительным высокочастотным рупором
Второе и последующие подрезания следует проводить очень аккуратно, срезая не более 3 мм. В итоге, боковая поверхность рупора внутри составила около 7 мм (от пылезащитного колпачка до края обрезки) – рис. 5, д. Обрезка выполняется маникюрными ножницами, поскольку они оказались самым приемлемым инструментом для такого вида работы, имеют миниатюрные округленные режущие поверхности. Обрезанный край, для придания жесткости, пропитывают клеем БФ-2 немного разведенным этиловым спиртом.
Для устранения второго недостатка применяют акустическое демпфирование головки с помощью ПАС. Демпфирование головок звукопоглощающим материалом менее результативно и, к тому же, способствует повышению резонансной частоты. С целью повышения эффективности действия ПАС на подвижную систему, работающей в акустическом оформлении головки, демпфирующею ткань следует располагать как можно ближе к диффузору. Наиболее рационально устроить ПАС в отверстиях диффузородержателя. Для этого, из плотного картона толщиной, примерно, 2 мм вырезают восемь одинаковых элементов (рис. 7, а). Общая площадь отверстий для головки 15ГД-11А должна составлять 22…28 см 2 . Одну сторону каждого элемента смазывают клеем момент. Через 5 минут наклеивают на натянутую, с помощью пяльцев для вышивания, хлопчатобумажную ткань. Через 30 минут ткань обрезают вокруг элементов. Элементы ПАС слегка изгибают и вклеивают в окна дифузородержателя (рис. 7. б). Места склейки дополнительно промазывают клеем . Важно, что бы ткань в отверстиях элементов была натянута, в противном случае эффекта от применения ПАС не будет! Применение ПАС, т.е. акустического демпфера, позволяет затормозить собственные колебания диффузора, в результате существенно снизится время "послезвучания" и заметно повысится качество звучания динамика.
Рис. 7. Головка 15ГД-11А: а - элемент ПАС; б - ПАС в окнах диффузородержателя
Демпфирующее действие ПАС для головки динамической 15 ГД-11А графически представлено на рисунке 8.
Рис. 8. Демпфирующее действие ПАС для головки 15ГД-11А
Эффективность применения ПАС было проверено сотрудниками Бердского радиозавода. В частности, были измерены коэффициенты гармоник среднечастотной головки 15ГД-11А с ПАС и без ПАС. Результаты измерений, приведенные в таблице 1, показывают, что ПАС позволяет значительно снизить коэффициент гармоник в частотном диапазоне, в котором человеческое ухо обладает наибольшей чувствительностью .
Таблица 1. Коэффициенты гармоник головки 15ГД-11А
| Частота, Гц | Коэффициент гармоник, % |
|
Резинотканевый подвес, для восстановления эластичности, пропитывают аэрозолем "Кондиционер и натяжитель приводных ремней". После такой доработки существенно увеличился частотный диапазона головки, до 10 кГц (!), улучшились линейность АЧХ звукового давления и, самое главное, качество звучания акустической системы в целом.
Разделительные фильтры
В пассивных разделительных фильтрах важную роль играет их конструкция, а также выбор конкретных элементов – конденсаторов, катушек индуктивности, резисторов, в частности, большое влияние на характеристики АС с фильтрами оказывает взаимное размещение катушек индуктивности, при их неудачном расположении вследствие взаимной связи возможны наводки сигнала между близко расположенными катушками. По этой причине их рекомендуется располагать взаимно перпендикулярно, только такое расположение позволяет свести к минимуму их влияние друг на друга. Катушки индуктивности являются одним из важнейших компонентов пассивных разделительных фильтров . Не рекомендуется размещать катушки между собой ближе 100 мм. Простейший способ доработки фильтра 35АС – 012 (рис. 1, б) - переустановка катушек L1 и L3 перпендикулярно относительно основания и друг друга. Для такого расположения используют пластмассовые уголки, вырезание из корпусов старой аппаратуры или коробок. Следует обратить особое внимание на материал основания, на котором размещены детали фильтра. Оно должно быть из диэлектрика! В некоторых акустических системах, 35АС-1, "S-90" 35АС-212, предшественников "S-90" 35АС-012, монтаж деталей фильтра выполнен на стальной пластине, магнитные свойства которой, негативно влияют на катушки индуктивности и, естественно, на качество звука.
Высокочастотную головку 10ГД-35 шунтируют режекторным фильтром, настроенным на частоту ее основного резонанса 3 кГц. Он представляет собой высокодобротный последовательный LC-контур. Емкость конденсаторов контура - 6,6 мкФ (МБГО и МБМ с допустимым отклонением от номинального значения ±10%), индуктивность катушки - 0.43 мГн, ее обмотка содержит 150 витков провода ПЭВ-1 0,8 мм, намотанных на каркасе диаметром 22 и длиной 22 мм с диаметром щечек 44 мм . Использование, для указанных целей, элементов фильтра акустической системы 10АС – 401существенно снизит затраты и трудоемкость работ. Произведение емкости конденсатора в микрофарадах на индуктивность дросселя в мГн должно быть равно 2,82 (http://www.radiolamp.ru/acoustics/3/). Если 2,82: 6,6 = 0.43 мГн, то для контура с индуктивностью 0,5 мГн легко вычислить емкость конденсатора: 2,82: 0,5 = 5,6 мкФ. Всего лишь нужно подобрать конденсаторы до необходимой емкости - 5,6 мкФ.
Другой вариант доработки - отматывание от катушки индуктивности, величиной 0,5 мГн, лишние витки до необходимых 0,43 мГн. Удобно при этом пользоваться RLC – метром. На место резистора фильтра акустической системы 10АС – 401 (заранее извлеченного за ненадобностью) переустанавливают конденсатор величиной 2 мкФ, а на его место – крепят конденсатор на 4 мкФ такого же типа - МГБО. К выводам конденсаторов подпаивают конденсаторы МБМ для набора емкости необходимой величины в 6,6 мкФ (рис. 9). В результате описанной доработки избавляются от призвуков, дребезга и характерного "сипения" головки 10ГД-35.
Рис. 9. Фильтр акустической системы 10АС – 401, переделанный в режекторный для ВЧ головки 10ГД-35
Проводники
Кабель, соединяющий акустическую колонку и усилитель, вносит определенный вклад в звучание системы. В основном в связи с тем, что кабель обладает определенным сопротивлением. Влияние этого сопротивления не только сказывается на чувствительности АС, но и влияет на распределение мощности между излучателями в колонке. Чтобы максимально исключить данный эффект, площадь сечения провода должна быть как можно больше, а длина – как можно меньше. Кроме того, необходимо, что бы для всех колонок АС длина и сечение провода были одинаковыми. Также нельзя исключать тот факт, что проводник обладает определенной индуктивностью, а два близко расположенных проводника образуют емкость. В связи с этим сдвоенный провод можно рассматривать как LC-фильтр низких частот. То есть, чем длиннее провод, тем сильнее будут гасится высокие частоты. На практике влияние индуктивности провода проявляется лишь при длине кабеля свыше 50 м. . Также, при протекании по акустическому проводу тока звуковых сигналов низкой частоты большого уровня, вокруг проводников кабеля образуется сильное магнитное поле. Это поле оказывает воздействие на протекающие по этим проводникам токи звукового сигнала средних и высоких частот, в результате чего звучание акустической системы становится менее чистым и прозрачным. Решением этих проблем является обеспечение протекания токов низкочастотных составляющих сигнала и токов его средне-, высокочастотной частях по физически разделенным проводникам. Для этого в акустической системе устанавливают дополнительную пару гнезд (винтовых зажимов), к которой подключают вход фильтров СЧ- и ВЧ-громкоговорителей. Таким образом, вход фильтра НЧ- громкоговорителя при этом подключают к отдельной паре входных зажимов . Такое подключение называют "би-вайринг" (bi-wiring), т.е. в две пары проводов к одной акустике. Применение двух- и трехпарных кабелей связи с нагрузкой позволяет заметно уменьшить общее сечение проводников без увеличения взаимного влияния громкоговорителей. Такую акустику с двойным комплектом клемм можно подключить и к раздельным усилителям, что будет уже называться "би-ампинг" (bi-amping), т.е. два усилителя на канал. В последнем случае также избавляются еще и от электрического взаимодействие секций излучателей. В качестве винтовых зажимов применяют приборные резьбовые клеммы. Материал шпильки - латунь, резьба - М6 х 0,5, барашек облит пластиком АВС.
Важнейшим критерием по выбору проводника для АС является ее электрическая мощность. Под электрической мощностью Р, подводимой к громкоговорителю, понимается мощность, рассеивания на сопротивлении, равном по значению номинальному электрическому сопротивлению R н, при напряжении равном U на выводах громкоговорителя: P = U2/R н. В практике проектирования отечественных АС обычно использовалось два вида мощностей – номинальная (электрическая мощность, ограниченная возникновением искажений, превышающих заданное значение) и паспортная (наибольшая электрическая мощность, при которой громкоговоритель может длительное время удовлетворительно работать на реальном звуковом сигнале без тепловых и механических повреждений, обычно в 1,5...2 раза выше номинальной мощности). Согласно технической документации "S-90" 35АС-012, номинальная мощность Р ном. = 35 Вт, паспортная Р пасп. = 90 Вт. Заводом-изготовителем данных типов головок динамических допускается их эксплуатация с напряжением не выше 11 вольт. В таком случае сила тока I, протекающая в звуковой катушке НЧ головки будет равна 2,8 А, а в звуковой катушке СЧ громкоговорителя – 1,4 А. Для расчета сечения проводника необходимо исходить из указанных значений силы тока.
Примечание. Расчет выполнен в упрощенном виде, при условии наличия в цепи только активного сопротивления, при котором косинус угла сдвига фаз тока и напряжения φ равен нулю. В реальной электрической цепи громкоговорителя всегда имеются индуктивное и емкостное сопротивления, называемые реактивными, которые вносят временные изменения значений тока и напряжения.
Музыкальные произведения имеют переменный характер, как по уровню сигнала так и по частоте, поэтому ток в 2,8 А теоретически может иметь место, но не постоянно и на очень коротких по времени участках музыкального тракта, например на при "буханье" большого барабана. Внутренний монтаж "S-90" 35АС – 012 выполнен медным луженным многожильным проводом в ПВХ изоляции сечением 1 мм 2 , что соответствует расчетным данным, поскольку, плотность тока в медном проводнике становит 6 - 10 ампер на квадратный миллиметр. Заметьте, что звуковые катушки громкоговорителей намотаны проводом намного меньшего сечения: 30ГД-1 – 0,1 мм 2 , 15ГД-11А – 0,02 мм 2 , 10ГД-35 – 0,005 мм 2 . Общее сечение проводов всех катушек составляет 0,125 мм 2 , в восемь раз тоньше за внутренний монтажный провод АС! В цепях питания усилителей мощности эпохи "S-90", номинальной мощностью от 25 до 50 Вт на канал, предусматривались плавкие вставки (предохранители) на ток от 2 до 3 А, и это, прежде всего, для питания схемы а потом нагрузки.
Реальный звуковой сигнал носит импульсный характер. На сигнале с крутыми фронтами, даже на частотах звукового диапазона, в значительной степени проявляется скин-эффект (от английского skin – наружный слой, оболочка) – эффект вытеснения тока к поверхности проводника, что приводит к возрастанию эффективного сопротивления соединительных кабелей. .
Низкочастотные сигналы распространяются практически по всему объему проводника, а распространение высокочастотных сигналов происходит, в основном в тонком приповерхностном слое. Этот скин-эффект резко увеличивает сопротивление проводника и слегка уменьшает его индуктивность. На рисунке 10 показана частотная зависимость импеданса медных проводников различного диаметра длиной 1 м. При f 100 кГц доминирующую роль играет индуктивность . Медный провод диаметром 0,16 мм до частоты 20 кГц не меняет своего сопротивления, но имеет относительно большую величину, почти 1 Ом. Значительно снизить сопротивление проводника и оставить его неизменным во всей полосе звуковых частот позволит применение нескольких изолирований жил диаметром не более 0,16 мм. Пучок эмалированных проволок перевитых особым способом (от нем. Litzen - пряди и Draht - провод) называют литцендратом.
Рис. 10. Частотная зависимость импеданса медных проводников круглого сечения длиной 1 м
Таким образом, акустические кабели должны иметь не только минимальное сопротивление и индуктивность, но обладать минимальным скин-эффектом. Подключение громкоговорителей, особенно СЧ – ВЧ, лучше выполнить литцендратом или медным проводом, покрытым тонким слоем серебра . Серебро обладает наибольшей удельной проводимостью среди всех металлов, и тонкий его слой, в котором, благодаря скин-эффекту, и протекает бо́льшая часть тока, оказывает сильное влияние на активное сопротивление проводника.
При выборе монтажного провода необходимо также учитывать принцип подключения акустики через 2-е пары контактов, что, естественно, пропорционально распределяет мощность между НЧ и СЧ – ВЧ каналами. При равной чувствительности головок предельная шумовая (паспортная) мощность на частоте раздела, в нашем случае, 500 Гц для НЧ канала – 56 % от общей мощности, а для СЧ-ВЧ – 44 %. Между СЧ и ВЧ головками мощность при частоте среза 5000 Гц распределиться по 41,5 % и 2,5 % соответственно. Такое разделение мощности нельзя считать безусловным, но грубых ошибок при расчетах можно избежать. Головки АС отличаются как по чувствительности, так и по величине номинального электрического сопротивления (табл. 2). Различие в каждом из этих параметров приводит к необходимости соответствующего выбора подводимого к головке напряжения для получения равномерной АЧХ по давлению . А напряжение, подводимое к головке, является одним из доминирующих показателей, влияющих на мощность.
Таблица 2. Основные параметры головок, примененных в акустических системах "S – 90" 35АС – 012
| Название головки по ГОСТ 9010-78 | По ОСТ 4. 383.001-85. Современный аналог | Предельная шумовая (паспортная) /предельная долговременная/предельная кратковременная мощность, Вт | Номинальная мощность, Вт | Номинальное сопротивление, Ом | Диапазон частот, Гц | Неравномерность частотной характеристики, дБ | Стандартное звуковое давление, Па | Частота основного резонанса, Гц | Уровень характерной чувствительности, дБ/мВт | Габаритные размеры (в плане), мм | Высота, мм | Масса, кг |
Примечание. Сведения о параметрах взяты из множества источников, не всегда исчерпывающие, а порой и противоречивые (указанные в скобках).
Следует отметить, что, в домашнем акустическом оформлении, влияние проводников на качество звука ничтожно мало, по сравнению с другими факторами. Надлежит уделять внимание более важным элементам, акустическим свойствам помещения, правильности расстановки аппаратуры. Сведения об исключительности кабелей из бескислородной меди, из проводов с "ориентацией" поверхностного слоя проводника, влияющей на прохождение звукового сигнала в том или ином направлении, не более чем реклама.
Электрическая часть доработанной системы
Принципиальная электрическая схема приведена на рисунке 11,а. В фильтре применены конденсаторы с максимальным рабочем напряжением 160 В: К73-11 (C1, С10, С11); К73-16 (С2-4); МБГО-2 (С5 – 9); параллельно включенные МГБО-2 и МБМ (С13). Монтаж выполняют одножильным медным проводом сечением 1 мм 2 (извлеченный из кабеля связи с воздушной изоляцией каждой жилы) и проводом МГШВ (гибкий многопроволочный, токопроводящие жилы из луженной медной проволоки, обмотанные электроизоляционным шелком с ПВХ изоляцией, для внутри- и межблочного монтажа различной радиоэлектронной аппаратуры и приборов на номинальное напряжение до 1000 В переменного тока частоты до 10 000 Гц), сечениями 1,5 мм 2 (для низкочастотного звена) и 0,5 мм 2 (только в фильтре СЧ – ВЧ звена). Соединение между собой клемм, делителя, фильтра и ВЧ головки осуществляют проводом ЛЭПШД 500 х 0,05 (провод круглого сечения 0,98 мм 2 с жилой, скрученной из 500 медных проволок диаметром 0,05 мм, изолированных лаком на полиуретановой основе, с двухслойной обмоткой из натурального шелка, рекомендованного для диапазона частот 250…500 кГц, с удельным электрическим сопротивлением, при 20˚C, 0,0158…0,018 Ом/м). Регулятор уровня воспроизведения можно не подключать.
Рис. 11. Фильтр электрический акустической системы "S – 90" 35 АС-012 после доработки: а - принципиальная электрическая схема; б – расположение элементов на плате
Все элементы размещают на фанерке родного фильтра "S – 90" 35 АС – 012, (рис. 11, б). Особое внимание следует уделить взаимному расположению катушек индуктивности. Детали должны быть жестко закреплении. Соединения выполняют как можно короткими проводами, не допуская их провисаний. Элементы фильтра не должны соприкасаться. При необходимости, для плотного монтажа, используют герметик, стяжки, изоляционную ленту и т. п. В противном случае, в результате воздействий вибраций корпуса и колебаний воздуха внутри АС, детали фильтра будут дребезжать и издавать неприятные призвуки. Фильтр крепят к нижней стенке внутри корпуса, тем самым минимизируют влияние на катушки индуктивности магнитного поля НЧ динамика.
Установка динамиков
Перед установкой, прежде всего, НЧ и ВЧ головки (СЧ головка уже приведена в норму) осматриваются на предмет целостности конструкций, особенно в местах склеивания, отсутствия механических повреждений деталей, целостности подвесов у НЧ динамика. Он может быть резиновым или полиуретановым (35АС – 018). Подвес, изготовленный из не очень качественной резины, со временем затвердевает. Полиуретан разрушается примесями серы, содержащей в воздухе. Устраняется проблема подвесов путем их замены. Альтернативным решением для резинового подвеса, не имеющего повреждений, может быть его пропитывание кондиционером и натяжителем приводных ремней. Замена подвесов весьма трудоемкая работа, требующая неких знаний и навыков. Места отслаивания центрирующей шайбы или подвеса от диффузородержателя промазывают клеем с простым названием 88, после чего, склеиваемые поверхности прижимают. Необходимо также убедиться в отсутствии касания звуковой катушки элементов магнитной системы. Восстановление внешнего вида диффузора выполняют простым окрашиванием его черным маркером, заправленным спиртовыми чернилами (на нем написано: "alkohol"). Некоторые "доработчики" используют принтерную краску. Это не правильное решение, поскольку она имеет свойства быстрого выгорания и смывания обыкновенной водой. У ВЧ головки снимается акустическая линза для освобождения куполообразного диффузора с звуковой катушкой. Аккуратно извлекают его и убеждаются в целостности звуковой катушки. Очень часто ее витки отделяются от каркаса в процессе эксплуатации. При обнаружении указанного дефекта, диффузор с звуковой катушкой заменяют новым. Для профилактики звуковую катушку промазывают клеем БФ – 2, немного разведенным этиловым спиртом. Целесообразно провести испытание головок с измерением АЧХ звукового давления. Громкоговорители, не поддающие ремонту, заменяют новыми.
Еще одним эффективным способом уменьшения вибраций, следовательно, и нежелательных призвуков, заключается в "мягком" крепление головок . Их монтируют на резиновые прокладки. Необходимо, чтобы крепящие элементы не соприкасались с диффузородержателем. Для этого подбирают трубку необходимого диаметра, например полихлорвиниловую, с плотным прилеганием к стенкам монтажных отверстий динамика, обеспечивая при этом свободное вхождение шурупов. При необходимости отверстия рассверливают до нужных размеров. Под сеточки с декоративными ободками также подкладывают резиновые шайбы в местах отверстий. Следует заметить, что НЧ и СЧ головки монтируются в углубления. По этому, необходимо в четырех местах вокруг каждого динамика подложить резинки, например с велосипедной камеры, для предотвращения касания к корпусу боковых частей дифузородержателей.
Облицовочные и декоративные элементы оказывают значительное влияние на частотную характеристику АС. Существенное воздействие может оказать декоративный материал, закрывающий отверстие фазоинвертора, особенно проход, вследствие больших колебательных скоростей воздуха. Решетки и жалюзи могут иногда вызывать резонансные явления и в частотной характеристике громкоговорителя появятся дополнительные пики и провалы. Лицевую часть головки 10ГД-35, вокруг акустической линзы оклеивают фетром или плотной тканью. Это обеспечит как мягкое ее крепление, так и минимизацию дифракции, проявление эффекта реверберации звуковых волн, что, в свою очередь, ослабит резонансные явления между головкой и решеткой. Акустическая система 35АС-1, имеет съемную декоративную панель. В технической документации, указанной АС, рекомендуется панель снимать при прослушивании высококачественных программ, при работе на предельно допустимых мощностях. На рисунке 12 представлены графики АЧХ звукового давления громкоговорителей 15ГД-11А и 10ГД-35 в открытом исполнении (кривая белого цвета) и закрытых декоративными сеточками (кривая зеленого цвета), предусмотренными конструкцией акустической системы "S-90" 35АС-012. Особых различий не наблюдается. Вывод: в данном устройстве снимать защитные декоративные сетки нет особой необходимости, поскольку их наличие на АЧХ головок в рабочем частотном диапазоне не влияет. Следует руководствоваться субъективными оценками после прослушивания реального звукового сигнала через акустическую систему с декоративными сетками и без таковых.
Рис. 12. АЧХ звукового давления громкоговорителей: а – 15ГД-11А; б - 10ГД-35
Описанная методика доработки звуковых колонок "S – 90" 35 АС – 012 полезна будет и для переделки громкоговорителей и других моделей, а также изготовления акустических систем своими руками.
Литература
1. Алдошина И. Высококачественные акустические системы и излучатели, М.: Радио и связь, 1985.
2. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение – М.: Энергия, 1976. – 64 – 66 с.
3. Молодая Н. Акустическое демпфирование громкоговорителей. Радио, № 4, 1969.
4. Сысоев Н. Улучшение звучания 35АС-012 (S-90). Радио, № 10,1989.
5. Бурко В. Бытовые акустические системы. Эксплуатация, ремонт – Минск: "Беларусь", 1986.
6. Маслов А. Еще раз о переделке громкоговорителя 35АС-212 (S- 90). - Радио, 1985. № 1, С. 59.
7. Попов П. повышения качества звучания громкоговорителей – Радио, № 6, 1983.
8. Шоров В. Улучшение звучания громкоговорителя 25АС-309 – Радио, № 4, 1985.
9. Горшенин Д. Сравнение конденсаторов в кроссовере АС. Радио, №№ 8, 9, 10, 2009.
10. Кунафин Р. И снова 35АС... – Радио, 1995, 5, с. 19, 20.
11. Афонин С. Создание акустических систем в домашних условиях – М.: Эксмо, 2008.
12. Быструшкин К. Акустика, с которой мы живем. "Stereo & Video" N 11 1997.
13. Петров А. Звуковая схемотехника для радиолюбителей, Санкт – Петербург: Наука и Техника, 2003 год.
14. Бранс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами, М.: "Мир", 1990.
15. Сапожков М. А. Акустика: справочник – М.: Радио и связь, 1989.
Дата публикации: 05.02.2015
Мнения читателей
- Владимир
/ 14.12.2018 - 01:17
Доброго всем дня! Сегодня удача мне улыбнулась! Я наткнулся на вашу статью и понял, пошел хыбным шляхом. Я никогда, профессионально, не занимался радиоэлектроникой, но полез усовершенствовать. Пользовался статьями которых полно в нете и не подкреплены глубокими знаниями. Владимир, у меня к Вам не очень скромная просьба. Я оставлю свой номер тел.(0675202057), бросьте, пожалуйста, СМС с инфой которая даст возможность с Вами пообщаться. Если, конечно, у Вас есть возможность и желание. Мне, дилетанту, так проще объяснить суть проблемы. Спасибо. - [email protected]
/ 10.09.2018 - 07:31
Уважаемый автор,друзья здравствуйте! У меня S90 с 1982 года и только сейчас понял,что они глючат,средние и высокие.Уделил вечер, установлено, что при сборке АС допущены 2 технологические ошибки: Первая и она самая заковыристая, 15ГД-11А помещен в колпак,тыл его герметичен и он не дышет, отсюда столько нареканий на этот динамик, все его меняют на что-то другое.ВСЕ ПРОСТО! под СЧ динамик с тыльной стороны подложите 4 втулки высотой 5 мм (можно 4 гайки на 10).На пластелин приклейте гайки а потом установите динамик СЧ и он запоет идеально и не будет мешать ВЧ головке. С ВЧ головки с лицевой стороны снимите ВСЮ бутафорию,сетка почемуто изготовлена из стали и притягиваетя магнитом ВЧ динамика (это не правильно).Устраните эти 2 технологические ошибки производителей и ВЫ скажете.Какие замечательные конструкторы придумали S90 !!! - Автор
/ 25.07.2018 - 18:35
Извините, часть 4 по следующей ссылке: http://www..html Часть 5 в разработке, скоро будет. - Андрей
/ 23.07.2018 - 23:33
А откуда 5 часть? Если всего 3 части доработки 35ас-12. Может я что пропустил, киньте ссылку про 5 часть. - Автор
/ 23.07.2018 - 19:19
Руководствуйтесь рекомендациями из 5-й части статьи по вопросам замены элементов и их взаиморасположения. В ВЧ части фильтра можно установить режекторный фильтр. Если СЧ головку дорабатывать не будете, то пожалуй и все. - Андрей
/ 22.07.2018 - 23:57
ДОбрый день. У меня такой вопрос. Есть колонки Орбита 35ас-016 с регуляторами. могу прислать фото как расположены внутри фильтра. Как и что мне улучшить. Паяльник держать умею. И чуток читать схемы. Может кто подскажет, что сделать и по какой схеме. Спасибо. - Rush
/ 26.05.2018 - 02:42
Отлично! Только обклейка корпуса 3мм виброизолятором уже сделало звук чище и приятней. Что хорошо, то что в S-90f уже убрали всё что можно в фильтре. Осталось сделать ПАС для сч.. Клеил вот такую штуку https://www.ulmart.ru/goods/3774803 . Результат очень заметен и радует. Спасибо вам! - Александр Б.
/ 22.05.2018 - 15:44
Благодарю вас за ответ. - Автор
/ 22.05.2018 - 15:17
Алдошина И. в своей книге заметила, что дополнительные ребра жесткости стенок и распорки не устраняют резонансов, а распределяют их по новым поверхностям этих же ребер жесткости и распорок. А вот нанесение на поверхность стенок материала с повышенными внутренними трениями позволяет применить материал для стенок меньшей толщины. По сути вибропласт виртуально утолщает стенки, тем самым снижает нежелательные резонансы. Сделать ПАС для СЧ головки – это первое, что необходимо сделать. Игра свеч стоит. - Александр Б.
/ 21.05.2018 - 15:48
Владимир, добрый день. Спасибо вам за вашу статью. Хотел бы с вами посоветоваться и задать несколько вопросов. Имею S-90F(91г.) Прочитав вашу статью,решил тоже улучшить систему,но так как я не электроник-по минимуму.1.Обклеить вибропластом, герметизировать щели 2.Пропитать кондиционером подвесы динамиков 3. на СЧ сделать ПАС 4.Заменить конденсаторы на более новые с тем же номиналом(не меняя схему фильтров) 5.Заменить акустический терминал 6. Поставить на шипы.В связи с этим вопрос 1. ставить ли распорку между задней и передней стенкой? 2.Можно ли сделав ПАС на СЧ и не менять схему фильтра(с этим не дружу)? Стоит ли игра свеч такого вот минимального улучшения? - Автор
/ 16.05.2018 - 20:52
Двух родных ватных мата вполне достаточно. - Виктор
/ 16.05.2018 - 20:11
Приветствую, Владимир. В процессе работы над колонками возник вопрос. Может стоит поверх вибропласта оклеить тонким фетром (1-1,5 мм) или ватином в 1 слой? А то что-то смущает "алюминиевая" внутренняя поверхность короба. - Автор
/ 01.04.2018 - 13:46
Вероятно для ослабления резонансных явлений в колебательном контуре катушка-конденсатор и выравнивания АЧХ. Есть целая статья по применению резисторов в фильтре совместно с катушками и конденсаторами. - Антон
/ 31.03.2018 - 18:35
Здравствуйте! Скажите пожалуйста, для чего нужен резистор R1 75 Ом (в некоторых схемах 100 Ом), который стоит параллельно катушке L2 в фильтре ВЧ головки? Обязательно ли его ставить? - Автор
/ 29.03.2018 - 09:09
Достаточно подвес покрыть с одной стороны, равномерно, не допуская потеков. Диффузор, естественно, нужно закрыть. Катушки найдите от 35АС-212(012) и домотайте до нудной величины – это будет проще, качественней и надежнее. - Юрий.Б.
/ 29.03.2018 - 08:33
Насчет катушки прорабатываю варианты из того что есть:есть два звуковика от лампового телевизора но сечение "ш" сердечника больше порядка 5-6 см2. Провод от ОС того же тел. но он вроде бы тоньше. Как вариант можно ли последовательно соединить две катушки 2.5+0.25=2.75 если найду такие-же кроссоверы? И вопрос по кондиционеру обрабатывать подвесы с двух сторон и надо наверное прикрыть диффузор (вырезать круговой шаблон из бумаги или картона) ?. - Автор
/ 28.03.2018 - 15:46
Резисторы можно соединять как последовательно, так и в параллель. При этом общая мощность равна сумме мощностей используемых резисторов. Если Вы решили дорабатывать свою АС по методике из статьи журнала Радио № 4 за 1985 год, то в схеме на рис. 3 необходимо установить резистор R3 номиналом 15 Ом – это для ослабления сигнала головки 6ГДВ-4-8 в два раза (т. е. на 3 дБ). Интересно, а где Вы возьмете Катушку L3 ? - Юрий.Б.
/ 28.03.2018 - 10:53
Уважаемый Владимир-еще раз огромное спасибо! Вы наверное спутали меня с другим Юрием,который стоит раньше меня в переписке с вами. О провале АЧХ наверное разговор у вас был с ним. Чтобы внести ясность я добавил литеру "Б".У меня вопрос-можно ли добавить последовательно резистор а то на 10 ом типа ПЭВ у меня нет? И второй вопрос следует ли в дальнейшем сделать модернизацию фильтра по вашей рекомендованной статье ж.Радио 1985г.№4 (у вас опечатка не за 1984г.) Она мне очень понравилась-у низкочастотника понижается граница среза. Конечно модернизацию буду проводить поэтапно,сравнивая с другой колонкой(ставлю музыку разных жанров и баланс попеременно влево-вправо). И вопрос на перспективу-на Арктуре 004 есть пара вторых выходов для АС-никогда не использовал. Как посоветуете ли его использовать? Может можно сделать отдельный вход для тех-же 25АС309 ? С уважением Юрий.Б. - Автор
/ 27.03.2018 - 19:59
У 25АС-309 фильтр для СЧ головки имеет частоту среза только низкой частоты. По верхнему диапазону частот ограничений нет. Что вы хотите повышать? Чувствительность головки 6ГДВ-4-8 в два раза выше (на 3 дБ) чем у 5ГДВ-1. Поэтому сигнал нужно ослабить в два раза. Для этого резистор R3 (5,1 Ом) заменяют резистором номиналом 12 Ом или близким к нему. Если у Вашей схемы резистор R3 - 3,3 Ом, то заменяют на 10 Ом. Вот и вся доработка. Проследите за полярностью подключения головок. Вы писали о провале на 3000 Гц. Если проводите измерения сразу двух головок, СЧ и ВЧ, то провал возникает при неправильном их подключении. Следует поменять полярность подключения ВЧ головки. - Юрий
/ 27.03.2018 - 17:40
Владимир-огромное вам спасибо! Подскажите насчёт модернизации фильтра. Полосу среза среднечастотника надо увеличить? Какие изменения надо сделать на базе деталей старого фильтра желательно. И как привязать новый высокочастотник? Может вам удобно сбросить на мою эл. -я напишу. Суважением Юрий.