35 АС-012 «S-90». Часть 1. Анализ фильтров
Долго подбирался к анализу флагмана советского высшего класса. Изучил темы про отца (35 АС-1) и брата-великана (50 АС-5). Уточнил схемы замещения НЧ и СЧ динамиков. Пришло время жатвы.
Когда первый раз посмотрел АЧХ фильтров S-90 без букв в Мультисиме, то подумал: зачем так сделали, ведь будут орать. Прозрение пришло после сопоставления АЧХ фильтров предшественника 35АС-1 и 35АС-012. Вот АЧХ фильтров и приблизительная суммарная АЧХ фильтров папочки в положении переключателей «0 дБ» (катушка в НЧ звене взята 2,1 мГн, а в СЧ звене – 2,9 мГн, но по поводу номиналов нет однозначности; впрочем, перемена их местами на уровни в СЧ и ВЧ полосах почти не влияет):
А вот три АЧХ фильтров сынишки, положения переключателей – на рисунках:
Очевидно, что положению «0 дБ» у 35АС-1 отвечает положение «-3 дБ» у 35АС-012, а в положении «0 дБ» 35АС-012 вынуждена кричать. Причина сего сокрыта мраком, моё предположение – АС делалась специально под дискотеку, большой зал с танцующими с поглощением на СЧ/ВЧ. Как бы там ни было, но среднее положение у нашей АС, подписанное «-3 дБ», на самом деле является положением «0 дБ». В дальнейшем анализе это аксиома.
Частотная характеристика сопротивления:
В области 400-700 Гц имеем пониженную (активную) нагрузку, в области 3-10 кГц – существенную реактивную. В целом ЧХ удовлетворительная, стандартный усилитель на 4 Ом должен справляться (о требуемых запасах УМ по перегрузочной способности смотрите статью: Реактивное сопротивление АС: с чем едят и что делать?)
Существует ещё версия S-90 с одним переключателем, АЧХ её фильтров (также в положении «-3 дБ»):
По сравнению со стандартной версией нет выброса на 6,5 кГц, но не срезана частота 4,5 кГц в СЧ звене, на которой есть выброс АЧХ СЧ динамика. ЧХ сопротивления немного лучше:
Оценка разности фаз токов НЧ и СЧ динамиков версии с двумя переключателями (сдвиг за счёт смещения акустических центров 0°…-15° для НЧ звена, не учитывал):
Полоса совместной работы всего 500-700 Гц, разность фаз от 35° до 75°, НЧ и СЧ в фазе, как и по схеме (для правильности синюю линию – ФЧХ СЧ динамика следует перенести на 360° вверх, результат – тот же).
Оценка разности фаз в варианте с одним переключателем дала парадоксальный результат:
В зоне совместной работы 400-800 Гц разность фаз от 210° до 250° (плюс 0°…-15° от смещения акустических центров), должно быть включение В ПРОТИВОФАЗЕ, в схеме видим синфазное. Перестроечный артефакт, другого объяснения нет.
Не претендуя на абсолютную истину, изложу своё понимание идеологии фильтра S-90 (без букв).
75 ГДН-1-4 имеет границу поршневого режима около 500 Гц (по непроверенным данным, но похоже на правду), причём выше начинает гнуть и диффузор, и огромный колпак (который к тому же после пары деформаций/выравниваний вообще теряет жёсткость). Соответственно, если раздел будет существенно выше, есть риск получить кашу на СЧ. 20ГДС-1 в стандартном стакане имеет яму на АЧХ ниже 700 Гц. По моим данным, провал на 600 Гц относительно 750 Гц составляет от 3 дБ до 5 дБ. Напрашивается частота раздела с 75ГДН-1 от 600 до 800 Гц, так и сделано. Поскольку 20 ГДС-1 – типичный среднечастотник, амплитуда колебаний его диффузора должна быть меньше 0,3 мм (по данным 20 ГДС-1-8 и визуально на столько звуковая катушка выступает из магнитного зазора) во избежание резкого увеличения нелинейных искажений. Резонансная частота в СЧ боксе (стакане) – 180-220 Гц, до этой частоты желательно обеспечить крутизну ската ФВЧ минимум 12 дБ/октаву, чтобы с уменьшением частоты амплитуда колебаний гарантированно не увеличивалась, здесь – третий порядок и просто дикая крутизна ската. Теперь верхний раздел. АЧХ 20ГДС-1 имеет пик на 4,5 кГц, под +5 дБ (измерение на синусе), после чего на 5 кГц уже порядка -5 дБ (зависит от экземпляра), и дальше вниз. Автоматически получается единственный вариант частоты раздела, обусловленный СЧ динамиком: 4,8 кГц. Он и реализован в S-90: фильтр СЧ звена даёт -4 дБ на 4,5 кГц относительно 2,5 кГц (похоже и у 35АС-1). А ВЧ звено фильтра даёт -7 дБ на 5 кГц, компенсируя горб перед резонансом у 10 ГД-35:
Заодно подтягивает 6 кГц и чуть проваливает 10 кГц, плюс обеспечивает крутизну ската снизу 18 дБ/октаву (Заметьте: небольшое изменение АЧХ динамика – и фильтр со специфичной АЧХ уже портит результат!). Акустически крутизна СЧ/ВЧ раздела даже больше за счёт АЧХ самих динамиков. Всё правильно с точки зрения честного советского инженера. С данным набором головок обеспечены минимальные нелинейные искажения при правильных частотах раздела и получении АЧХ по высшему классу.
ЧЕГО ЖЕ НАМ НАДО.
Ответ прост. Человеческий слух принципиально отличается от измерителей линейных (АЧХ) и нелинейных (Кг и Кинтер) искажений. Он требует естественности по своим, не приборным, понятиям. Он может простить значительный коэффициент 2-й и 3-й гармоник (которые сам имеет), но, например, не принимает голос одного исполнителя, идущий разрозненно в трёх различных вариантах с трёх направлений. А при резком разделении полос о слитности звучания говорить не приходится. Следовательно, нужно искать компромисс между минимумом объективных и субъективных искажений. В S-90 имеем полное преимущество первого в ущерб второму. По моему мнению, появлением слитности (в ущерб низкому Кг и Кинтер, к сожалению) объясняется восторг ценителей фильтров типа Ниваги после прослушивания в сравнении с заводским фильтром.
Уточним некоторые моменты
Нужен ли выброс на 400 Гц? Ответ: не нужен, но при сглаживании выброса уменьшается крутизна среза ФНЧ, которая здесь в роли идола. У советских АС высшего класса есть тенденция: линейка начинается применением ФНЧ с выбросом, потом в звено с ёмкостями ставят 1 Ом, потом 3-4 Ома, переходя на чистый первый порядок 😁. Вот три варианта с 75 ГДН-1-4, для сравнения (активное сопротивление катушек учтено, характеристика для ЗЯ):
Почему у 35АС-1 второй порядок в ВЧ звене? Ответ: в 35АС-1 заявлен ВЧ 10ГД-35-3000, последняя цифра – частота резонанса, по паспорту 2,9-3,6 кГц. Соответственно, нет необходимости очень круто резать с 5,5 кГц для получения малой амплитуды на частотах, близких к резонансной. Когда 10 ГД-35 пошли в серию, качество упало, и резонансные частоты начали прыгать до 5 кГц (смотрите АЧХ динамика выше, резонанс около 4,8 кГц), фильтр изменили. В родном паспорте, имеющемся у меня (Северодонецкий завод), НЕ УКАЗАНО значение резонансной частоты, зато приведена схема включения (без слова «рекомендуемая», правда): 10 ГД-35 . АЧХ у фильтра весёлая:
Применён этот ужас ничтоже сумняшеся в 90 АС-001, соответствующая АЧХ с ямой на 9 кГц. Очевидно, АЧХ динамика никак не коррелируется с АЧХ фильтра, никто ничего вообще не думал, передрали с паспорта головки ужастик – и в серию. Зато 90 Ватт в паспорте 😁. Если же повезёт, и частота резонанса будет низкой, как здесь, то второго порядка вполне хватает.
Нужен ли третий порядок в СЧ звене? Ответ: не нужен. Для обеспечения малой амплитуды колебаний диффузора ниже частоты среза достаточно второго. Тут третий применён скорее из принципа крутого разделения полос или/и фаза не срасталась с НЧ звеном.
Итак, если Вы собираетесь не измерять нелинейные искажения при максимальной мощности, а слушать музыку, то резерв для субъективного улучшения звучания большой. Справедливости ради следует заметить, что на роке или музыке с малым количеством живых инструментов S-90 звучит прилично и в стоке. Мобилизуем резервы.
Начальный уровень доработки. Убирается горб 400 Гц, немного сглаживается НЧ/СЧ раздел, слегка выравнивается АЧХ ВЧ звена с сохранением предыдущего уровня на 5 кГц. После срезания горбов баланс сместится в СЧ, потому их уровень уменьшен на 1 дБ. АЧХ фильтров и приблизительная суммарная АЧХ фильтров такая:
Зелёным выделены новые и изменённые элементы. Синим закрашены резисторы делителей в положении «-3 дБ», об этом лучше напомнить. Полярность НЧ динамика изменена исходя из ФЧХ токов НЧ (красная линия) и СЧ (синяя) динамиков:
В зоне совместной работы от 500 до 1200 Гц разность фаз от 215° до 170°, чистая противофаза. На схеме выше полярности – чёрные точки.
ЧХ сопротивления схемы – на твёрдую четвёрку:
Начальная доработка для варианта с одним переключателем. Смысл – как у брата с двумя ручками, положение переключателя «-3 дБ», зелёным выделены новые и изменённые элементы:
Разность фаз НЧ/СЧ на частоте раздела 170°, в противофазе, НЧ динамик переворачиваем. ЧХ сопротивления на 4-:
Доработка повзрослее. Разность фаз токов на частоте НЧ/СЧ раздела – 160°, в противофазе.
НЧ динамик получил ФНЧ первого порядка (по-честному, полторашного, есть специфическая полка: http://ldsound.ru/boucher-zobel-compensating-chain-for-speaker/), с уровнем -13 дБ на последнем пике своей АЧХ (1800 Гц) по рекомендациям лучших звуководов, для поддержки штанов СЧ динамика, имеющего там яму. С той же целью горб АЧХ СЧ звена сдвинут на 1500 Гц. Переключатели разобраны, их детали использованы в схеме. Фазировку СЧ/ВЧ надо будет проверить в живую. Так как крутизна ската снизу в СЧ звене меньше 12 дБ/октаву, желательно применить ПАС в окнах корзины СЧ головки. ЧХ сопротивления хорошая:
Вариант с полосовым фильтром на СЧ. Разность фаз на НЧ/СЧ разделе 130°, в противофазе:
Кроме ВЧ звена, подобна предыдущей, все замечания – в силе! ЧХ сопротивления отличная:
По максимуму – замена ВЧ на динамик с низкой резонансной и перенос раздела пониже, как здесь, с более плавным срезом в ВЧ звене.
По самому максимуму – плюс замена не золотого 20 ГДС-1-8.
Как всегда, напоминаю: это всё теория, хоть и старался на всю 😁. Всё надо проверять нещадно микрофоном, или хотя бы фазировку СЧ/ВЧ на слух. Всем хорошего звука.
Источник
История одних 35 АС-016. Изменение фильтра по схеме от Nivaga
Дисклеймер: Со своими колонками делал то, что считал нужным. Важным и необходимым. Если когда-нибудь надоест – переделаю. Считаете, что сделал неправильно – со своими не делайте. Написал с ошибками или моё использование русского языка вас оскорбляет – не читайте.
Для начала – колонки эти у меня очень давно. Я ещё женат не был – считай вечность. И в общем-то пока они работали со старой “Вегой-стерео” – повода задуматься о замене не давали, почти всё в них устраивало.
Но, с годами «Вега» стала раздражать шуршаниями, причём буквально всего и вся. И если с регуляторами особых проблем не было – достаточно просто устранялось, то шорохи в покое требовали усилий.
Так появилась «Ямаха», которая, кстати, тоже вышла не идеальной, особенно в воспроизведении музыки оказалась совсем не сильна, но, для просмотра фильмов – компания к колонкам получилась очень приятной, всё стреляло, пуляло, выло и рычало, да ещё и пульт был – вставать лишний раз не надо.
Собственно, теперь можно и к самой истории перейти. Сразу же стоит упомянуть, что, если бы не Николай Васильевич Галахов (aka NIVAGA) – история бы эта и на свет не появилась. Также стоит упомянуть Дмитрия, владельца портала ldsound.ru, который также очень поддержал в данном прожекте.
Возникли несколько свободных месяцев, в течение которых у меня было время послушать через Ямаху-орбиту не только фильмы, но и немного музыки. Ну, о чём, собственно, рассказ.
Все S-90 – подобные колонки с рождения представляют собой устройство, которое может кричать громко. Раздражать соседей и трясти стены «хрущёвок». Но именно «играть» им не удаётся, а уж «играть красиво» – иногда и вовсе кажется недостижимым.
Все недостатки расписаны вообще всеми, кому не лень – отсутствует детализация, не формируется панорама, мусор в тарелках и характерное «псыканье». Правда, стоит отметить, что в их ценовом диапазоне равных найти очень сложно, а учитывая их нынешнюю ценность – данное качество в принципе недостижимо в обозримом бюджете. Но, не стоит сбрасывать со счёта огромный рынок Б/У-шной буржуинской техники. Вполне реально взять приличную модель от тех же Dali за 18000 рублей (цены конца 2018-начала 2019 года). Отсюда и исходим, чего ж проще – продать и купить.
Ан нет. Внешность у колонок за все долгие годы щадящей эксплуатации ни лучше, ни современнее не стала. Поэтому на объявление на всем известном сайте не откликнулся ну как бы вообще никто. Не думайте, что я ценник закинул космический. Я вполне себе предварительно порылся, нашёл в продаже точно такие же за 10000 руб, посмотрел на дату публикации и поставил 7500, с учётом торга до 6 т.р.. Внешний вид ну в самом деле был без криминала, да и возраст не спрячешь, но эксплуатация в самом деле очень щадящая. Как они выглядели вначале:
Вот примерно на этом этапе я и стал искать, что же с ними сделать, с продажей вообще не фонтан.
Поскольку самое слабое место в них – 20ГДС-1-8, начал искать, что можно сделать с ним. Не надо говорить, что изначально динамик – говно, надо менять на Visaton SC 13/8 и дальше с ним ловить нечего, я вот живу в убеждении, что советские разработчики-колонкостроители тоже не совсем идиоты и, если б было что вместо – ну наверное, в какой-нибудь итерации 35АС догадались бы. И верно, большая часть динамиков сходного толка имеет паспортные характеристики, ну мягко говоря, не лучше (пересмотрел с десяток, не меньше). А те, что лучше – существенно подбрасывали бюджет мероприятия просто за счёт своей цены, не говоря уже о том, что и корпуса серьёзно пришлось бы переделывать, а это недопустимый колхоз в моём случае.
Помню, что многие делали ПАС к нему, вроде как даже успешно, но естественно, подробностей не
очень-то помню, пошёл курить энторнет.
А в этих ваших энторнетах… Вот только задайте в поиске «доработка 20ГДС» – чего вы только не
начитаетесь. Про половинку от теннисного шарика даже читать смешно, не то что делать.
Самое адекватное, что удалось найти – это статьи того самого Ниваги о том, что можно изменить схему фильтра. Начал ковырять глубже. Николай Васильевич за последние 15 лет создал несколько вариантов фильтров для семейства 35АС и даже открыто публикует свои схемы, с достаточно редко встречающимися благодарными отзывами попробовавших, хотя, казалось бы – колонок в семействе море, почему бы не пробовать.
На самом деле хотелось мне сделать очень лениво – отдать пару кому-нибудь, а тот, через неделю готовые, дескать вот оно ваше, лучше не сделать.
В процессе беседы с Николаем Васильевичем пришёл к выводу, опять же, с его подачи – да не ленись, разбери, я всё сделаю, а корпуса отдай специалистам (кстати да, мало того, что отзывается, так ещё и советы даёт грамотные). Дальше рыл в этом направлении. Ну в смысле – найти того, кто разберётся с внешним видом двух ящиков из ДСП.
Фильтры едут к Николаю Васильевичу:
А корпуса – в малярный цех:
Плёнку ободрал сам. Фен – очень полезное устройство. Мероприятие немного подзатянулось, всё это не мгновенно. Зато маляр пофоткал заключительный этап (Валентин, привет!):
Утверждаю – эти колонки никогда ещё так хорошо не выглядели.
Дальше – демпфирование объёма. Найдётся любитель рассказать мне, как я потерял качество и количество баса? Это (демпфирование) делать необходимо, рассказывать необязательно. Я делал Герметоном А30, на эту пару ушло 2 листа (не полностью). Здесь я сам пытаюсь зафоткать процесс:
Ну не фотограф, вынужден сознаться. Ещё были докуплены шурупы TORX, чёрные. Ну как без них?
Кстати – Герметон почти хорошо клеится. Верхняя часть только проседает под собственной тяжестью – надо прибить на мебельный степлер.
Тем временем прилетела СМС из грузовой – фильтры приехали:
Переключатели на месте, Николай Васильевич решил их не хоронить. Ставим на родные места, доклеиваем Герметон на оставшиеся голыми поверхности. Итого пол куска осталось неиспользованным (из 2-х закупленных).
Ну и дальше снова никаких премудростей нет, просто процедура, обратная разборке. Операция «Колбаса» и Стинг в телевизоре, ага:
Мебельным степлером приколачиваем аутентичные ватные рулоны к передней стенке, попытавшись вспомнить, как же она, зараза, там располагалась. Итого заполнение вышло порядка 50%, хотя не считал, разумеется. Как пишут в умных книгах – заполнение фазоинверторного ящика делается до 90% объёма, так что я вполне уложился. Приклеивать герметиком СЧ-стакан, как делают некоторые передельщики, не стал, вместо того вышел из дома до ближайшего магазина автозапчастей. Автопластилин, самая тема. Нарезаешь, укатываешь в колбаску и на стыки поверхностей. Далее пайка динамиков, все хвосты изначально были промаркированы, Николай Васильевич дополнил, пострадавшие в результате доработок, метки.
О! Что я делал с динамиками. Собственно, опять ничего нового. Тушь, силикон, хитозан. Вот, имитация работ:
На самом деле – сделал всё, пока фильтры ездили, после покраски и пропитки всё сохло не меньше недели. Хитозан прекрасно смешивается с тушью, после высыхания придаёт глянцевость, мазал среднечастотник с двух сторон, хитозана ушло меньше, чем полбанки про эффект ничего сказать не могу, просто решил, что надо. Басовик только тушью, матовый.
Вот, практически собрал:
Люстра отражается по-дурацки, но суть понятна, мне кажется. Все шурупы поменял на полукруглый TORX чёрного цвета, я уже упоминал. Как-то не представлял себе, что я закручиваю старинные, шлицевые; низкочастотник на место прикрутил тоже торкс-винтами с цилиндрической головой, красиво выглядывает из окошка от пломбы.
Собственно, всё. Включать было страшно. Очень не хотелось убедиться в том, что я полный ноль, а в колонках ничего не изменилось. И в принципе S-90 уже не спасти. Тем не менее включил. А, ещё ж хвосты от Ямахи к колонкам поменял на Klotz. Были какие-то «Театр Теней», импортозамещённые видимо. На самом деле – всё изменилось благодаря кабелям. Всё остальное – излишки от нечем заняться, ага.
Итак – к включению. А вы знаете, панорама появилась. Совершенно отчётливая. Дальше судорожные щёлканья источником и выслушивание сибилянтов. Первое включение, конечно, ошеломило, потом ничего – привык. Звучание очень изменилось. Ушло в другой класс, я бы сказал. Планировал ещё и пищалку поменять на шёлковую, теперь это по меньшей мере откладывается. Возможно, разойдусь-таки, хотя не уверен, не вижу необходимости.
Ещё забавная ситуация – минут через 15 прослушивания дошло – а панорама-то смещена. Достаточно точно, вправо. Пытался победить – крутил баланс, расстояния до колонок, вроде всё ровно, перемерял, непонятно.
Утром полез проверять стаканы. Вот результат:
Все комплектующие лежали в разных ящиках, собирал по очереди, соответственно – на разницу в наполнении внимания не обратил. А зря. Поправил количество ваты. Естественно – лабораторных весов у меня нет, делал объем примерно. Странно, но до изменения фильтров я разницы не слышал. Считаю – это подтверждает слова Николая Васильевича о том, что с родным фильтром динамик не «дышит».
Теперь о выводах:
- Внешность поправилась. Натуральный шпон и лак – было бы красивее, но в наших краях я не смог найти того, кто сделает, а поставщикам шпона мои объёмы закупок были совсем не интересны – вообще никто не отозвался, обращался в 4-5 контор.
- Наполнение корпуса изменило характер баса. Он перестал ухать, но стрелять при этом не начал – подвижная-то система не изменилась. Бас стал деликатнее и не могу сказать, что его стало меньше.
- И не такое уж он и говно, этот 20 ГДС-1-8. Полноценной и однозначной замены не сыскать, а гадостей про него говорят намного больше, чем стоило бы. Правильные фильтры дают ему «заиграть». Колонки звучат намного приятнее, музыкальнее, красивее. Несравнимо с тем, что с рожденья.
- Динамики в колонках отлично согласованы, наложения спектров не грубые, пограничных искажений я не нашёл.
- Наконец-то есть панорама. Сцена нейтральна и совершенно прозрачная, постигаю КИЗы.
- Тарелки звучат очень прилично, дурацкое псыканье меня отпустило.
- Жаль, но мои колонки смогли достойно зазвучать только в 30-ти летнем возрасте, при этом тиражи клонов S-90 были очень приличными. Почему все годы выпуска никто так и не догадался, как надо сделать?
- Опять же, субъективно, ибо не измерял, но Ямахе стало попроще качать. S-90 очень простой нагрузкой не назовёшь, особенно при рекомендованном сопротивлении не ниже 6 Ом.
Да, после такой переделки, можно заморочиться и найти колонки лучше. Но они будут намного дороже. Очень сильно дороже, если искать новые.
И не зря упомянул б/у-шные Dali где-то в начале. Dali – отличные колонки. И до доработки моих – они однозначно выигрывали. После переделки, «в лоб» я их не сравнивал и не планирую. Но бюджет в общем-то, достигнут.
И вот ещё что, никогда я особенно не доверял разным автоматическим системам, помогающим подстроить звучание под особенности помещения, в Ямахе тоже такая есть – YPAO называется. И не пользовался я ею с момента покупки несколько лет вообще. Потом уже как-то друг рассказал, что у него есть такая приблуда, он пользуется, и ему нравится результат. Тогда и я нашёл свой, заброшенный с момента покупки в самый дальний угол, микрофон измерительный. Включил.
Особого какого-то эффекта я не обнаружил, но в конце всего Ямаха пишет – вот, рекомендую проставить такую-то задержку туда-то, применить? Завсегда соглашался, ну не зря ж железячка думала, там то 50 мс, а то и побольше получалось. Так и здесь, после включения и когда немного от шока отошёл – достал микрофон и отправил считать. По завершении процедуры – ну там розовый шум, меандр и что-то ещё транслирует. В общем, в этот раз она меня не просила никаких задержек расставить. Фиг её знает – то ли с предыдущим намеренным совпало, то ли реально хорошо отстроилась. Но это железяка, кто ж знает, что там она надумала.
З. Ы. А всё-таки молодец я, что решился на переделку. Так бы и дальше жил с убеждением, что колонки – дерьмо и это не победить. Однако можно победить.
З. З. Ы.
Почему-то мои эксперименты с Ямаховской самонастройкой впечатлили Николая Васильевича, и он предложил попробовать перенастроить с разными начальными состояниями. Как сделать обнуление памяти я, так и не нашёл, но сделал следующее – несколько раз перемещал измерительный микрофон (YPAO) в разные точки и перезапускал тест, проверяя, что при этом меняется (в эквалайзер не ползал – он параметрический, через меню – крайне неудобно пользоваться).
Менялись:
- Уровни во фронты (на щелчок в ту или другую стороны).
- Измеренные расстояния до колонок (кстати довольно точно, до 10 см погрешность).
- Больше никаких задержек никуда не предлагалось ни в одной из попыток.
После всех предпринятых попыток, на одной из колонок поменял подводящие провода местами и снова запустил тест – по окончании теста Ямаха выругалась, что нарушена фаза и предложила скорректировать. Отказался, вернул провода и снова перезапустил – тест прошёл ровно, опять скорректировались уровни, никаких больше коррекций фаз сигналов.
Источник