Схема 3 полосного подключение акустики

Самодельные трёхполосные колонки 15МАС-1 на советских динамиках

Содержание / Contents

↑ Выбор типа АС

С течением времени и накоплением определенного опыта, постепенно я пришел к выводу, что двухполоска – это хорошо, но для неё трудно найти подходящие динамики хорошо звучащие в достаточно широкой полосе частот.

Есть динамики 6ГД-2 и некоторые другие, но они дефицитны и малогабаритные АС на них точно не сделать, 6ГД-2 требуют ящиков размером с небольшой холодильник.

Чтобы получить более-менее низкую частоту на щите, он должен быть очень большим, это тоже не МАС. Для МАС остается только ФИ т. к. на мой взгляд, нет советских динамиков способных обеспечить бас в небольшом ЗЯ.

Все известные мне НЧ динамики имеют резиновый подвес (были с поролоном, но в данное время им требуется обязательная замена подвесов, да и объем ящика будет великоват для МАС) и плохо звучат на СЧ, а эти частоты для меня очень важны т. к. считаю, что именно они определяют общее качество звука.

Все советские МАС сделаны по двухполосной схеме, имеют высокую частоту раздела, примерно 5 кГц, поэтому звучат невыразительно из-за того, что «резиновый» НЧ динамик звучит выше 1…2 кГц далеко не лучшим образом.

Большинство промышленных АС, даже собранных по трехполосной схеме, тоже звучат на СЧ мутно т.к. в них обычно установлен «резиновый» 15ГД-11. Этим обстоятельством и вызвано огромное число статей по переделке 25АС, 35АС и их клонов. Поэтому для проекта был выбран трехполосный вариант с бумажным СЧ динамиком.
Кроме того, я считаю, что для СЧ динамика лучшее оформление — щит или неглубокий ОЯ. Щит предпочтительнее по звуку, но неудобен по конструктиву.

Поэтому выбор типа колонок такой: трехполоска, НЧ динамик в небольшом ящике с ФИ, СЧ динамик в небольшом неглубоком ОЯ, ВЧ динамик на крохотном щите.

↑ Выбор динамиков

Выбор динамиков был вызван несколькими обстоятельствами.
Имея по нескольку штук каждого типа динамиков, я мог сравнивать их характеристики и выбрать лучшие, оценить разницу между однотипными динамиками.

Динамики хотя и очень старые, но до сих пор доступные и весьма дешевые. Некоторые выпускаются и сегодня, но по поводу новодела ничего сказать не могу. У меня есть немало разных СЧ-ШП динамиков, но по разным причинам я отклонил их, выбрал 3 ГДШ2-8 (2ГД-40).

Выбор ВЧ динамиков был сильно ограничен. Самый доступный – 2ГД-36, он стоял в каждом телевизоре. Динамики 10ГД-35 и аналогичные в данном случае ставить нецелесообразно, кроме того, слишком большое число клонов ухудшает возможность повторения т. к. они несколько отличаются друг от друга. 3ГД-31 требует кардинальной доработки.

НЧ динамик 25ГДН3-4 (15ГД-14) для МАС — почти единственный. Лучшим выбором был бы 15ГД-17, но они весьма дефицитны, а 25ГДН3-4 стоят в 15АС-109 и множестве их клонов, поэтому доступны. Выбор НЧ динамика обусловлен и тем, что в 15АС-109 он звучит неплохо.

Наверное, можно поставить 10ГД-34, но он имеет более слабый магнит и заметно худшие характеристики. Остальные широко распространенные советские динамики для МАС, такие как 10ГД-30, не годятся т. к. требуют намного большего ящика. Можно поставить другой НЧ динамик, если ему достаточен ящик до 20 литров.

↑ Доработка динамиков

К сожалению, со временем, параметры динамиков ухудшаются, в первую очередь это касается НЧ динамиков из-за того, что их диффузор имеет наибольшую амплитуду колебаний.
Резиновый подвес дубеет, токосъемные провода разрушаются.

При необходимости, для восстановления качества, надо отремонтировать динамики, особое внимание уделить подвесу. Вариант доработки я предлагал в статье «Доработка малогабаритных колонок 15АС-109 и им подобных».

Необходима также доработка СЧ динамиков. Гофр (весь диффузор пропитывать нельзя) пропитать жидким раствором герлена. Процесс подробно описан Шоровым и его последователями.
Но этого оказалось недостаточно. При прослушивании собранных и настроенных колонок, звук был несколько жестковат. Причина оказалась в высокой акустической добротности динамиков. Пришлось применить ПАС, это дало заметный положительный результат.

Попытки доработать 2ГД-36 по методике улучшения 3ГД-31, положительного результата не дали.

↑ Разделительный фильтр АС

Мне было интересно попробовать модные последовательные фильтры, получить опыт работы с ними. Впечатления оказались неоднозначными.
Могу точно заявить, что это не панацея. Для этих фильтров нужны динамики с ровными АЧХ в рабочей области и без значительных выбросов даже вне рабочего диапазона.

Мне не удалось ровно свести СЧ-ВЧ динамики на частоте около 5 кГц, вынуждено получилось только на частоте 8…9 кГц, что имеет свои недостатки. Раздел НЧ-СЧ на 500 Гц.

В отличие от параллельных фильтров, где фильтр для каждого динамика можно настраивать отдельно и независимо, здесь есть нежелательная взаимозависимость, что усложняет настройку.
В итоге получился вот такой фильтр.

По заявлению автора такого решения, схема обладает наиболее гладкими стыками т. к. всё что отрезается фильтрами НЧ и ВЧ поступает на СЧ динамик. Мысль интересная и всё так и было бы, если вместо динамиков стояли резисторы. Но, как я много раз писал, динамики, как электромеханические устройства, обладают своим норовом и результат может не оправдать ожиданий.

↑ Конструкция АС

Пришлось подстраиваться под него. Труба ФИ получилась очень длинная – 27 см и пришлось ее делать Г-образной. Сделана из стандартной сантехнической трубы диаметром около 50 мм. Поскольку этот пластик клеить трудно, я сварил его паяльником, получилось достаточно прочно, уплотнение с корпусом сделано изолентой, шов изнутри обработан термоклеем.

Лицевая панель АС съемная.

СЧ динамик в ОЯ, желательно его делать минимально глубоким. ПАС выпилена из отрезка ламината, большое отверстие – под магнитную систему динамика, малые диаметром 10 мм для ПАС. Число отверстий некритично, можно сделать около 20.

Сначала я сделал с запасом, потом заклеивал их малярным скотчем. Акустическая добротность уменьшилась с 11 примерно до 1. Все делалось по рекомендациям Шорова. Материал взят от старой льняной простыни, натянут во влажном состоянии на ламинат, покрытый клеем 88-Lux. По периметру ткань закреплена скобами столярного степлера. При высыхании ткань дополнительно натягивается.

ВЧ динамик установлен на маленьком прямоугольном кусочке ламината.

Поскольку сделано три независимых корпуса, появилась возможность сдвига динамиков внутрь. СЧ сдвинут примерно на 4 см, ВЧ тоже на 4 см относительно СЧ. И если сдвиг СЧ динамика относительно НЧ мало влияет на форму измерительного импульса, то сдвиг ВЧ динамика достаточно заметен, величина сдвига выбрана оптимальной для прослушивания колонок с расстояния 2…2,5 метра.

Хочу отметить, что если все динамики разместить традиционно в одном корпусе, выполнить это смещение будет очень затруднительно. Представьте себе углубление в 8 см…

Можно спорить по поводу пользы такого решения, но оно примерялось в некоторых колонках очень давно и думаю, что от него отказались из-за нетехнологичности.
Впрочем, такое решение применяется и сегодня, но не в деревянных, а литых корпусах – пластмассовых или металлических. Для этого углубление делается пологим, некоторые считают, что это рупор, но это не так – это способ сдвинуть динамики внутрь.

Думаю, меломаны разницу услышат, я не проводил специальных испытаний на музыке, а настраивал с помощью компьютерных программ и микрофона.

Высота колонки 73 см, если слушать сидя в кресле, подставка под колонку не нужна. Направление осей СЧ и ВЧ динамиков выбрано сознательно.

↑ Итоги

Благодаря комплексу вышеизложенных мер, получился хороший результат, выше ожиданий. Звук не отличный, т.к. для него нужны динамики более высокого класса, но хороший.

Думаю, лучше любой советской малогабаритной АС, что не удивительно т.к. они двухполосные.
Что касается промышленных трехполосок, то здесь ситуация неоднозначная. Ясно, что по мощности (уровню громкости), мои колонки не могут тягаться с сериями клонов 25АС и 35АС.
Не могут тягаться и по количеству баса, несмотря на то, что мои колонки работают примерно от 34 Гц по уровню -3 дБ, динамик такого малого диаметра, заметно уступает по мощи НЧ динамикам серии 25ГД, 30ГД.

Но 2ГД-36 звучит мягче, чем 10ГД-35. А главное преимущество — на СЧ. Резиновые 15ГД-11 звучат явно хуже, хотя и громче. Думаю, суммарный баланс в пользу этих МАС, но не для любителей убойного баса.

Для домашнего применения громкости данных колонок вполне достаточно, несмотря на низкую чувствительность 25ГДН3-4. А для дискотеки – нет. Но для дискотеки качество не нужно.

Целью моих опытов было опробовать некоторые приёмы и методы настройки, посмотреть, что можно сделать из дешевых и доступных динамиков, и при положительном результате предложить читателям «Датагора» новую статью.

Считаю, что конструкция годится для повторения, затраты на комплектующие невелики. Если бы я применил редкие импортные динамики, возможность точного повторения была бы минимальной.
Частотный диапазон АС – минимально 40…20000 Гц, фактически, по стандартной методике, даже шире.

Колонки хорошо работают с усилителем В. Мосягина (MVV) на LM1875 по «помповой» схеме.
Графиков измерений не даю, кто пожелает — измеряйте сами, например, по описанным мной на Датагоре методикам.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Источник

Трёхполосная компонентная акустика

Текст и измерения: Юрий ЕВТУШЕНКО

В зоопарк по встречке

Зачем при двух полосах движения в каждом направлении кое-кто у нас порой выезжает на встречную? Затем, что этих двух полос ему не хватает. Кто выезжает? Тот, кому или больше всех можно, или больше всех надо.

VIBE Space 6 | Cadence CWL3WK | PHD MF 6.3 Kit | DLS Iridium 8.3i

Почему в зоопарк? Об этом чуть позже, не волнуйтесь, будет вам зоопарк. Но сперва — про полосы. Теперь уже — в акустическом смысле.

Число потребных частотных полос в акустической системе зависит в первую очередь от требований, предъявляемых к звуковому давлению и зоне покрытия. Если музыка негромкая, а вы имеете возможность эгоистично занять sweet spot (то есть оптимальную для прослушивания точку), то вполне можно обойтись двумя полосами. До середины прошлого века люди обходились и одной, хотя при этом как минимум недополучали баса, как максимум — и верха тоже. Максимум наблюдался далеко не всегда — в те поры человечество умело делать широкополосники с более высокой частотной границей, нежели у многих нынешних купольных твитеров. Другая крайняя опция — озвучка концертных залов и площадок. Там без пяти полос никто и разговаривать не станет (два баса, две середины и верх), а уж сколько головок задействовано в каждой полосе — страшное дело. Плюс ещё всякие хитрости (вроде излучателей с регулируемой дисперсией), которые создателям домашней и автомобильной акустики и не снились.

В машине негромкая музыка почему-то не прижилась, это не лифт в пятизвёздочном отеле. Помимо доброй традиции, на то есть и объективная причина психофизиологического характера. Даже если вам кажется, что в движущемся авто тихо (сами немцы постарались или вы в три слоя всё закатали), это не более чем иллюзия. В салоне на ходу бушует инфразвук (и чем больше ход, тем сильнее), его природа — шумы качения и аэродинамика. Как звук мы эти составляющие не воспринимаем или воспринимаем слабо (на границе слышимого диапазона), но слух, устроенный гораздо сложнее примитивного RTA-анализатора, подстраивает чувствительность уха (вернее, мозга, конечно) под реальную акустическую обстановку. На низких частотах — в особенности, отсюда и разные настройки в чемпионских машинах: для соревнований (на месте) и для себя (в движении). С другой стороны, ограниченный объём салона, соответственно, ограничивает и потребности в мощностях. Так что как будто отводим одну полосу сабвуферу, оставляем две полосы на собственно акустику — и всё.

Или не всё? Мы не учли, что в машине мы никогда не имеем возможности занять ту самую sweet spot — автомобильные конструкторы из вредности ставят туда рычаг КПП. Можно, наверное, известный принцип FTP (начхать на пассажира) довести до логического совершенства и установить акустику таким манером, чтобы sweet spot расположилась как раз в голове водителя. Но тогда посреди салона придётся ставить акустику, что тоже не удобно и не эстетично. А если симметрично, то оба обитателя передних сидений окажутся «не в фокусе» — и вот тут особое значение приобретают характеристики направленности излучателей. Если вы заранее обязуетесь не злоупотреблять громкостью, ставьте фронты на «четвёрках», максимум — на «пятёрках». В первом случае проблемы с направленностью излучения мидбасов почти не возникают, во втором — не слишком существенны. А вот когда мидбасы имеют калибр шесть дюймов, обеспечить точный тембр на верхней середине становится куда труднее. Вот тут-то и будет очень кстати трёхполосный фронт, поскольку полоса мидбаса ограничивается значительно ниже, а для малогабаритного среднечастотника найти более выгодное место установки куда легче. Обратите внимание: трёхполосный фронт нужен тем, кто хочет, чтобы было одновременно и громко, и музыкально, то есть практически всем. Все (ну, пусть многие) были бы не прочь вырваться за пределы отведённых для движения двух полос, вопрос в том, всем ли можно и многие ли готовы на такой манёвр.

«Отведённые две полосы» означает ещё и то, что большинство автомобилей производителями оборудуются акустикой двухполосной, при этом даже радикальная модернизация акустического оснащения может быть проведена довольно безболезненно. Трёхполосная система автоматически создаёт проблемы с инсталляцией серединки, на это готовы не все. Даже не многие.

Но раз уж вы — из избранных (я это сразу замечаю), с вами можно бы и обсудить, какие среднечастотники всё же лучше — купольные или конусные (у нас их называют диффузорными, терминологически это неправильно, потому и укоренилось, так всегда бывает). Давайте разбираться. У обычной СЧ-головки частота резонанса находится в районе 100 Гц (если это «четвёрка»), даже если «серединка» трёхдюймовая, частота резонанса всё равно не достигает 200 Гц, а значит, его нижнюю частотную границу можно выбрать в районе 350 — 400 Гц, где ухо ещё не слишком чувствительно к амплитудным погрешностям. У купольных среднечастотников частота резонанса по большей части находится в районе 700 — 800 Гц, лишь у наиболее прогрессивных представителей своего класса опускаясь ниже 500 Гц. По канонам акустики нижнюю частотную границу надо выбирать в районе 1500 Гц, а поскольку тут же находится и область наибольшей чувствительности слуха, её с разной степенью успеха стремятся опустить примерно до 1 кГц. Для большинства купольных серединок это означает опасную близость частоты резонанса, что может привести к росту нелинейных искажений и, как правило, приводит. На частоту резонанса приходится максимум хода диффузора, а подвес куполов обычно не рассчитан на сколько-нибудь значительное его смещение. Есть исключения, но они редки — правилом можно считать, что работа купольного излучателя (твитера в том числе) вблизи частоты резонанса вызывает рост нелинейных искажений.

При таких проблемах о купольных среднечастотниках можно было бы благополучно забыть, не припаси они козыри. Один из них — широкая дисперсия излучения. При типичном диаметре 54 мм купольник переигрывает даже 70-миллиметровый конусный среднечастотник, в этом случае разница не столь значительна — характеристическая частота (где излучение начинает проявлять направленность) 3,9 и 3,0 кГц соответственно, но ведь дальше — больше, 4-дюймовый диффузорник проигрывает уже «за явным преимуществом». Помимо этого, купольный излучатель не требует оформления, его корпус и есть его личный закрытый ящик. А стало быть, его проще установить в оптимальной позиции с точки зрения создания звуковой сцены. Заметим, оба этих достоинства имеют хождение в нашей отрасли, но никак не ценятся в домашней аудиотехнике. Патриархи и отцы-основатели купольников для car audio в упор не видят собственных творений, проектируя домашние колонки. У Morel и DLS купольные серединки мне не встретились ни разу, Dynaudio использует купольный СЧ-излучатель в одной, совершенно неприступной, модели, да и там в одной из пяти (!) полос.

Тут бы, наверное, самое время посетовать на ограниченность ассортимента трёхполосок, но это будет не совсем искренне, потому что ограниченность эта совершенно объяснима, с какой стороны ни взгляни. Производителей понять проще простого. Трёхполосный кроссовер вдвое сложнее двухполосного (четыре фильтра вместо двух) и более чем вдвое дороже: номиналы компонентов фильтра на 300 Гц на круг втрое больше, чем у фильтра на 3 кГц, а стоимость ёмкостей и индуктивностей с номиналом связана прямо и непосредственно. Среднечастотник (особенно купольный) — тоже удовольствие не дешёвое, а поднимать отпускную цену (в сравнении с двухполоской такого же класса) втрое решится не всякий.

Со стороны покупателя спрос на готовые трёхполосные комплекты, надо отметить, тоже не совсем ажиотажный, главная причина уже упоминалась: «выезд на встречку» практически всегда означает переделку салона той или иной степени тяжести. А раз так, наступает эскалация конфликта, появляются поканалки с процессорами, и усилия производителя и средства покупателя на могучие кроссоверы оказываются затраченными в равной степени напрасно.

И всё же есть у готовых, под ключ, трёхполосных комплектов и шарм, и достоинства, главное из которых — автономность, когда все средства деления полос система содержит в себе, а характеристики этих средств оптимизированы под использованные головки (или хотелось бы так думать). Это же развязывает руки в выборе средств усиления: каналов надо столько же, сколько и для двухполосной системы — левый и правый. Учитывая реалии жизни и неутомимость энтузиастов автозвука, в этом тесте мы решили расширить программу измерений и приводим АЧХ систем не только в штатном включении через комплектный кроссовер, но и АЧХ компонентов совместно с их фильтрами и, главное, компонентов отдельно, напрямую. Таким образом, для выбора схемы включения — штатно через кроссовер, поканально без кроссовера или в смеси, по 2,5-полосной схеме — есть вся необходимая информация, которую мы дополнили своими добрыми советами, где необходимо.

Теперь, наконец, обещанный зоопарк. Участники теста оказались настолько непохожими ни друг на друга, ни на что-либо ещё, что аналогия со зверинцем возникла в самом начале работы над тестом. Ведь туда ходят не на Барсика или Жучку посмотреть, эти — на каждом углу, а жираф или утконос — только там.

Судите сами. У одного из участников басовые динамики не только калибром (это не такая уж редкость), но и повадками схожи с сабвуфером — они спокойно могут обойтись без саба, не требуя от их владельца жертвовать качеством или количеством баса. У другого 4-дюймовый среднечастотник оказался (если в обход фильтра) более басовитым, чем басовик — у другого. Ещё у одного вообще среднечастотником работает твитер, а пищалкой (нет, не среднечастотник) — ещё один твитер, и в отношении этой акустики наш добрый совет может удивить.

Однако прежде чем начать удивляться (а для этого на следующих страницах будут и другие поводы), хочу сделать ещё два разъяснения. В некоторых случаях вас, как довольно опытного читателя, может озадачить форма АЧХ акустики в штатном включении, весьма далёкая от неколебимой горизонтали. Не спешите переворачивать страницу, вначале взгляните на АЧХ, снятую под углом к оси. Одна из моделей акустики в этом тесте в принципе не рассчитана на работу по оси, и это демонстрирует то, что изготовитель знал о реальных условиях её будущей работы, а теперь мы знаем, что он знал. Второе замечание: метод MLSSA, которым мы пользуемся при измерении частотных характеристик, и наш стандарт представления результатов строги и безжалостны в той же степени, в какой точны и справедливы. Для иллюстрации этого обстоятельства я не поленился перегнать АЧХ одного из участников, на первый взгляд — довольно причудливую, в формат данных RTA-анализатора, которым пользуются мои коллеги при измерениях в салоне автомобиля, туда же ввёл нашу стандартную передаточную функцию. График — перед вами, найдите потом среди участников того, к которому он относится, это будет интересным занятием, и сравните первое впечатление. В рубрике «Системы» третьоктавная гистограмма могла бы претендовать на лестную оценку, там такое иной раз бывает…

Что из этого следует? Что факторы, привнесённые в итоговую частотную характеристику поведением салона, зачастую более мощны, чем поведение акустики в искусственно созданных безэховых условиях. Вот, собственно, всё, милости прошу в наш зоопарк…

МЁД & ДЁГОТЬ

Ну как вам, понравилось в зоопарке? Сейчас, когда экскурсия завершена, становится очевидным: самым грациозным из обитателей надо признать DLS. «Лидер», и вполне заслуженно. В таком сложном деле, как создание трёхполосной акустики, всегда есть простор для совершенствования, но у DLS Iridium его меньше, чем у кого-либо из одноклассников. Два участника, VIBE и PHD, устроены очень интересно и предоставляют огромный простор для экспериментов. Однако не все потенциальные пользователи трёхполосной акустики по совместительству отважные исследователи, поэтому мы не рискнём адресовать её широким кругам населения. Это на любителя и энтузиаста. А вот акустика Cadence удивила. В хорошем смысле. И заложенные в конструкцию идеи, и их реализация, и звучание произвели впечатление. Так что Cadence — «Фаворит», никаких колебаний на этот счёт у нас нет.

Источник