В журнале «Радио» неоднократно описывались различные способы улучшения звучания акустической системы . Однако доработанные АС при хорошей АЧХ обладают и весьма существенным недостатком - заметно ухудшенной характеристикой направленности из-за повышения частоты разделения среднечастотного и высокочастотного звеньев фильтров до 10 кГц. А именно этот параметр наряду с АЧХ акустической мощности считается наиболее информативным с точки зрения оценки качества звучания АС в реальных помещениях прослушивания. Характеристика направленности АС измеряется как зависимость развиваемого ею звукового давления на определенной частоте или в полосе частот в заглушенной камере от угла смещения измерительного микрофона относительно акустической оси АС в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Частотная характеристика акустической мощности представляет собой зависимость величины излучаемой акустической мощности от частоты сигнала. Неравномерность частотной характеристики акустической мощности принято считать одним из основных параметров при оценке качества звучания АС.
Так как осевая неравномерность АЧХ в современных АС не превышает ±2 дБ, то основной вклад в неравномерность частотной характеристики акустической мощности вносит изменение ширины характеристики направленности как функция частоты сигнала. Влияние характеристики направленности на качество звучания АС проявляется в смещении стереообра-за при изменении спектрального состава сигнала. При психофизиологических исследованиях качества звучания АС категории Hi-Fi отмечается, что АС с хорошей осевой АЧХ, но узкой характеристикой направленности (а также резкими изменениями ширины характеристики направленности при изменении частоты) звучат «жестко и утомительно».
Существенное влияние на качество звучания многополосных АС оказывают разделительные фильтры, роль которых до недавнего времени недооценивалась. В большинстве промышленных моделей АС применяются разделительные фильтры, состоящие из пассивных LC-звеньев типа «К», обычно не выше третьего порядка. В предлагаемой вниманию читателей доработанной АС применен так называемый лестничный фильтр все-пропускающего типа шестого порядка. Фильтры этого класса были предложены во второй половине 70-х годов. В отличие от других применяемых в АС разделительных фильтров, они удовлетворяют одновременно нескольким требованиям: обеспечивают плоскую суммарную АЧХ по напряжению, симметричные характеристики направленности АС в области частот разделения фильтров и малый уровень фазовых искажений. Кроме этого, они в наименьшей степени чувствительны к измерениям номиналов входящих в них элементов. Подобный фильтр, но четвертого порядка, используется в промышленной системе .
При доработке акустической системы низкочастотное звено разделительного фильтра (рис.1) оставлено без изменений. В среднечастотном звене изменены номиналы элементов для согласования с вновь установленной головкой (4 Ом), которая используется вместо . Как уже отмечалось в журнале, последняя не способна обеспечить приемлемого качества воспроизведения средних частот. Предварительно головку необходимо доработать, промазав диффузор с обеих сторон виб-ропоглощающей мастикой. Окна диффузородержателя можно не заклеивать синтетическим войлоком, а перед установкой головки в изолирующий бокс завернуть ее в поролон толщиной около 8 мм. Свободное пространство бокса необходимо заполнить небольшим количеством ваты.
Среднечастотное звено (L4, С5, L5, С6, L6, С7) и высокочастотное (С8, L7, С9, L8, С10, L9) представляют собой лестничный фильтр всепропус-кающего типа шестого порядка с частотой раздела 4500 Гц. Как показали многочисленные эксперименты, выбор такой частоты раздела для данной модели АС наиболее приемлем с точки зрения получения наилучшей характеристики направленности. Выбор относительно высокого порядка фильтра вызван желанием при использовании доступных динамических головок получить минимальные нелинейные искажения на средних и высоких частотах и устранить неприятную окраску звучания высокочастотной головки , отмечаемую многими владельцами . Известно, что в динамических громкоговорителях амплитуда смещения диффузора при понижении частоты подводимого к головке синусоидального сигнала постоянной амплитуды увеличивается с крутизной около 12 дБ/окт вплоть до резонансной частоты головки. При этом звуковое давление, создаваемое головкой на частотах испытательного сигнала, не увеличивается (а может даже падать), а нелинейные искажения заметно растут. При достижении резонансной частоты амплитуда смещения диффузора уже не зависит от понижаемой частоты. Высокочастотный фильтр первого порядка с крутизной спада АЧХ 6 дБ/окт не может в достаточной степени изменить (уменьшить) рост этой зависимости. Чтобы крутизна роста амплитуды смещения диффузора, начиная с частоты разделения фильтра и кончая резонансной частотой головки, приближалась к нулю, крутизна спада его АЧХ должна составлять не менее 12 дБ/окт. Крутизна спада АЧХ примененного высокочастотного фильтра шестого порядка превышает 30 дБ/на октаву. Это позволило в значительной мере снизить нелинейные искажения головки на частотах, близких к ее резонансной частоте. Существует мнение, что фильтры высоких порядков вносят большие переходные и фазовые искажения. Однако, подобные искажения, создаваемые фильтрами всепропускающего типа высоких порядков (вплоть до шестого), измеренные на многокомпонентных сигналах, лежат значительно ниже субъективных порогов слышимости.
Конструкция катушек индуктивности может быть произвольной. При их изготовлении автор использовал каркасы из органического стекла (можно из текстолита или эбонита), эскиз которых показан на рис.2. Катушки L4-L6 намотаны проводом ПЭВ-1 0,8 и содержат соответственно 118, 106 и 76 витков. Катушки L7-L9 и L3 намотаны проводом ПЭВ-1 0,5 и содержат 128, 170, 248 и 236 витков соответственно. Пользуясь подходящим измерителем индуктивности (автор использовал Е7-9), желательно подогнать индуктивность катушек (с точностью до третьего знака) до значений, указанных на принципиальной схеме АС. Конденсаторы фильтров - МБГО-1 и МБГП-1,2 с отклонением от номинальных значений ±5 и ±10 %. Нестандартные номиналы набраны параллельным соединением конденсаторов со стандартными значениями. Все детали фильтров закреплены на отдельной панели, установленной внутри корпуса АС под низкочастотной головкой.
Доработанные указанным способом АС эксплуатируются с УМЗЧ. В качестве предварительного усилителя использовался усилитель с пассивным регулятором тембра. При эксплуатации доработанных АС в составе звуковоспроизводящего комплекса с активным регулятором тембра, обеспечивающим глубину регулирования АЧХ выше ±15 дБ, на входах СЧ- и ВЧ-звеньев фильтра желательно включить гасящие резисторы ПЭВ-7,5 (на схеме обозначены штриховой линией). При оценке качества звучания переделанных АС все слушатели отмечали «легкость и прозрачность» звучания, его естественность, а также четкую локализацию источников звука в пространстве.
P.S. О паспортной мощности АС. Паспортная мощность переделанной АС с резисторами R2 и R3 (на рис. 1 в статье изображены штриховыми линиями) - примерно 35, без них - около 16 Вт.
Замена головки 10ГД-35
Вместо (новое обозначение ) можно применить головку . Сопротивление звуковой катушки и частота резонанса этого излучателя такие же, как и у , поэтому никакие изменения разделительного фильтра не требуются.
Технология доработки головки . Доработка головки заключается, как указано в статье, в пропитке диффузора вибро-поглощающей мастикой. Для приготовления ее автор использовал растворенный в бензине гермепласт (продается в магазинах, торгующих хозяйствен- ными товарами; в быту его применяют для герметизации соединений элементов сантехники). Консистенция должна быть такой, чтобы капли раствора свободно стекали с кисти, опущенной в него на короткое время. Гофр и воротник диффузора густо покрывают двумя слоями мастики с обеих сторон на 20 мм от края и оставляют сохнуть на трое суток. По истечении этого срока мастику полностью смывают с обеих сторон диффузора кистью, смоченной бензином. Еще через сутки на месте обработки с внешней стороны диффузора должна наблюдаться жирная полоса, а с противоположной стороны - слабый белый налет остатков мастики. Перед установкой в бокс головку рекомендуется завернуть в полосу пенополиуретана (поролона), он улучшит ее АЧХ вблизи частоты раздела СЧ и ВЧ звеньев фильтра.
Литература:
Доработка Электроника 35АС-015: замена СЧ, ВЧ на Visaton
Этот проект закончен еще в прошлом году.
Началось всё с того, что наткнулся на сайт http://35ac-018.ucoz.ru , где люди меняли фильтр и динамики в Амфитонах (35АС-018) на Visaton. Тут их схема фильтра. Как известно, в линейке S-90, Амфитон, 35АС-015 использовались одинаковые динамики, но разное оформление ящиков и фильтры. Звук Электроники уже давно не устраивал: когда-то я сжег родные ВЧ и заменил их на творение ЗАО "Динамик" Т25-52Д. Вряд ли можно сказать, что они играли, скорее издавали звуки, да и сам купол похоже был у них из пластика. К СЧ тоже были вопросы, они были крикливы и не радовали деталями. В общем сложив ЗА
(звук всё же должен улучшиться) и ПРОТИВ
(при продаже не окупить затраты) я приступил к делу.
В Электронике 35АС-015 используется оформление с пассивным излучателем и свой, отличный от Амфитона, фильтр. Низкочастотную секцию я решил оставить без изменений, а СЧ и ВЧ использовать как в проекте с сайта. Симуляция в Визатоновской программе также не показала криминала.
Вот как выглядит модернизированный фильтр для 35АС-015:
В качестве СЧ используется Visaton SC13 , он идеально встает на место родного динамика.
По поводу конденсаторов. Изначально в ВЧ фильтре у меня стояли К73-17. Позже я заменил их на MKP, да, звук стал чуть лучше и прозрачнее, но мне показалось, что именно чуть. Так что тут каждый решает для себя сам, что лучше.
Красота исполнения меня не волновала, главное звук, поэтому родных металлических решеток уж давно нет. Вот такой вот монстр.
Не люблю описывать звук, но тут попробую. Он стал детальнее. Середина стала четче, в треке Another brick in the wall пропала крикливость у хора, голоса стали разборчивее. Появились высокие (в сравнении с Т25-52Д), я понял, что многого не слышал. Был заменен усилитель на TDA7294 на усилитель Никитина, что так же улучшило звук.
К сожалению недостатки есть, в первую очередь это горизонтальное расположение СЧ/ВЧ и то что обе колонки, как бы левые (или правые, кому как нравится). Детальность есть, а объема и глубины мало. В этом плане Амфитон с вертикальным расположением всех динамиков выигрывает.
Считаю, что затраты вполне оправданы, за эти деньги ничего заводского в любом случае не купить.
С 1986 г. на Зеленчукском заводе Спираль начат выпуск 35АС-015 . Так же эту акустику изготавливали: ВНПК "Акустика" завод "Микрокомпонент" гор. Учкекен, и Казанский завод ЭВМ.
Цена: 160 руб. в 1986г.
Назначение и область применения: для высококачественного воспроизведения музыкальных и речевых программ в стационарных бытовых условиях
Данные АС выпускались с комплектом динамиков аналогичным АС типа S-90: 30ГД-2, 15ГД-11А, 10ГД-35, затем после смены ГОСТа на 75ГДН-1-4, 20ГДС-1-8, 6ГДВ-6-16, отличие от линейки S-90 - вместо фазоинвертора применен пассивный излучатель, что позволило улучшить качество звуковоспроизведения.
35АС-215 отличались от 35АС-015 внешним видом, в 35АС-215 применены черные накладки для каждого динамика и пассивного излучателя, а в 35АС-015 использованы три пластиковых накладки: для СЧ и ВЧ динамика, НЧ динамика, и пассивного излучателя
35АС-015 Электроника стали первыми в данной линейке колонок Электроника, в начале 90х колонки сменили название на 90АС-001 .
На базе 35АС-015 в 80х выпускают "Электроника 130АС" (35АС-029) с аналогичным внешним видом и конструкцией, но с изменением частоты раздела НЧ/СЧ с 550Гц на 970Гц, в результате чего несколько измененным фильтром (в основном номиналы деталей), также уменьшилась масса АС с 27кг до 25кг.
В свою очередь на базе "Электроника 130АС" (35АС-029) выпускают аналогичные Электроника 150АС- 002, в которых добавлен светодиодный индикатор перегрузки АС.
Технические характеристики:
3-х полосная напольная АС с пассивным излучателем
Диапазон воспроизводимых частот: 25 (-9 дБ) – 25000 Гц
Чувствительность: 86 дБ (0,4 Па/?Вт)
Неравномерность АЧХ в диапазоне 100 – 8000 Гц: ±4 дБ
Сопротивление: 4 Ом
Минимальное значение импеданса: 3,2 Ом
Паспортная мощность: 150 Вт
Кратковременная мощность: 320 Вт
Рекомендуемая мощность усилителя 20 – 130 Вт
Используемые динамики:
НЧ: 75 ГДН-1-4
СЧ: 20 ГДС-1-8
ВЧ: 6 ГДВ-6-16
Частоты раздела фильтров: 550 Гц и 5000 Гц
Масса: 27 кг
Габариты (ВхШхГ): 685х355х305 мм
Изготовитель : ВНПК «Акустика» завода «Микрокомпонент», г. Учкекен.
Назначение и область применения : для высококачественного воспроизведения музыкальных и речевых программ в стационарных бытовых условиях. Рекомендуемая мощность высококачественного бытового усилителя 20 – 130 Вт.
Технические характеристики :
3-х полосная напольная АС с пассивным излучателем
Диапазон воспроизводимых частот: 25 (-9 дБ) – 35500 Гц
Чувствительность: 86 дБ (0,4 Па/√Вт)
Неравномерность АЧХ в диапазоне 100 – 8000 Гц: ±4 дБ
Сопротивление: 4 Ом
Минимальное значение импеданса: 3,2 Ом
Паспортная мощность: 130 Вт
Кратковременная мощность: 240 Вт
Масса: 25 кг
Габариты (ВхШхГ): 685х350х320 мм
Формы АЧХ звукового давления :
1 - измеренной по акустической оси
2 - второй гармоники
3 - третьей гармоники
Форма АЧХ звукового давления, измеренная под углами 7˚ вверх и 7˚ вниз в горизонтальной плоскости
Форма АЧХ звукового давления, измеренная под углами 22˚ влево и 25˚ вправо в вертикальной плоскости
Особенности конструкции
Корпус АС выполнен в виде прямоугольного неразборного ящика из древесностружечной плиты, стенки корпуса фанерованы шпоном ценных пород дерева. В конструкции корпуса предусмотрены элементы, увеличивающие жесткость корпуса.
В 35 АС-015 использован набор головок: , . Головки установлены на лицевой панели и обрамлены декоративными накладками из пластмассы с покрытием «под металл». Головки СЧ и ВЧ, установленные в верхней части лицевой панели, имеют одну общую накладку прямоугольной формы с прямоугольными выборками в месте установки головок. На этой накладке методом сеткографии нанесены декоративные надписи: торговое наименование системы, данные об основных конструктивных особенностях АС. Низкочастотная головка и пассивный излучатель имеют отдельные накладки прямоугольной формы. Для предотвращения влияния на характеристики головки СЧ колебаний воздуха в корпусе АС, возникающих при работе головки НЧ, с внутренней стороны головка СЧ изолирована от общего объема специальным герметичным колпаком. Все головки и пассивный излучатель спереди защищены от внешних механических воздействий черненой металлической сеткой,
Пассивный излучатель представляет собой плиту из пенополистирола, имеющую форму эллипса, соединенную по периметру с гибким подвесом торообразной формы. Подвес, изготовленный из поливинилхлорида, закреплен своим наружным краем на металлическом фланце. Масса пассивного излучателя и гибкость обеспечивают его оптимальную настройку.
Для уменьшения влияния на АЧХ звукового давления и качество звучания АС резонансов внутреннего объема корпуса, последний заполнен звукопоглотителем, представляющим собой маты из технической ваты, обтянутые марлей, равномерно расположенные и закрепленные на внутренней поверхности стенок корпуса
Внутри корпуса на едином шасси смонтированы электрические фильтры, обеспечивающие электрические разделение низко-, средне- и высокочастотной полос АС.
Частоты раздела: между головками НЧ и СЧ - 550 Гц, между головками СЧ и ВЧ - 5000 Гц.
В конструкции электрических фильтров применены резисторы типа ИЭВ-75, конденсаторы МБГО-2 и МБМ, катушки индуктивности - на пластмассовых каркасах с «воздушными» сердечниками.
На задней стенке АС выведен соединительный шнур со стандартным двухполярным соединителем.
На основании АС установлены четыре пластмассовые ножки.
” неоднократно описывались различные способы улучшения звучания акустической системы 35АС-1. Наиболее удачным можно считать предложение, опубликованное в . Однако доработанная таким образом АС при хорошей АЧХ обладает и весьма существенным недостатком - заметно ухудшенной характеристикой направленности из-за повышения частоты разделения среднечастотного и высокочастотного звеньев фильтров до 10 кГц. А именно этот параметр наряду с АЧХ акустической мощности считается наиболее информативным с точки зрения оценки качества звучания АС в реальных помещениях прослушивания.
Характеристика направленности АС измеряется как зависимость развиваемого ею звукового давления на определенной частоте или в полосе частот в заглушенной камере от угла смещения измерительного микрофона относительно акустической оси АС в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Частотная характеристика акустической мощности представляет собой зависимость величины излучаемой акустической мощности от частоты сигнала. Неравномерность частотной характеристики акустической мощности принято считать одним из основных параметров при оценке качества звучания AC .
Так как осевая неравномерность АЧХ в современных АС не превышает ±2 дБ, то основной вклад в неравномерность частотной характеристики акустической мощности вносит изменение ширины характеристики направленности как функция частоты сигнала. Влияние характеристики направленности на качество звучания АС проявляется в смещении стереообраза при изменении спектрального состава сигнала. При психофизиологических исследованиях качества звучания АС категории Hi-Fi отмечается, что АС с хорошей осевой АЧХ, но узкой характеристикой направленности (а также резкими изменениями ширины характеристики направленности при изменении частоты) звучат “жестко и утомительно” .
Существенное влияние на качество звучания многополосных АС оказывают разделительные фильтры, роль которых до недавнего времени недооценивалась. В большинстве промышленных моделей АС применяются разделительные фильтры, состоящие из пассивных LC-звеньев типа “К”, обычно не выше третьего порядка. В предлагаемой вниманию читателей доработанной АС “Электроника” 35АС-015 применен так называемый лестничный фильтр всепропускающего типа шестого порядка. Фильтры этого класса были предложены во второй половине 70-х годов . В отличие от других применяемых в АС разделительных фильтров, они удовлетворяют одновременно нескольким требованиям:
обеспечивают плоскую суммарную АЧХ но напряжению, симметричные характеристики направленности АС в области частот разделения фильтров и малый уровень фазовых искажений. Кроме этого, они в наименьшей степени чувствительны к изменениям номиналов входящих в них элементов. Подобный фильтр, но четвертого порядка, используется в промышленной системе “Орбита” 100АС-003.
При доработке акустической системы “Электроника” 35АС-015 низкочастотное звено разделительного фильтра (рис. 1) оставлено без изменений. В среднечастотном звене изменены номиналы элементов для согласования с вновь установленной головкой 5ГДШ-5-4 (4 Ом), которая используется вместо 15ГД-11А. Как уже отмечалось в журнале, последняя не способна обеспечить приемлемого качества воспроизведения средних частот. Предварительно головку 5ГДШ-5-4 необходимо доработать, промазав диффузор с обеих сторон вибропоглощающей мастикой . Окна диффузородержателя можно не заклеивать синтетическим войлоком, а перед установкой головки в изолирующий бокс завернуть ее в поролон толщиной около 8 мм. Свободное пространство бокса необходимо заполнить небольшим количеством ваты.
Среднечастотное звено (L4, С5, L5, С6, L6, С7) и высокочастотное (С8, L7, С9, L8, С10, L9) представляют собой лестничный фильтр всепропускающего типа шестого порядка с частотой раздела 4500 Гц. Как показали многочисленные эксперименты, выбор такой частоты раздела для данной модели АС наиболее приемлем с точки зрения получения наилучшей характеристики направленности.
Выбор относительно высокого порядка фильтра вызван желанием при использовании доступных динамических головок получить минимальные нелинейные искажения на средних и высоких частотах и устранить неприятную окраску звучания высокочастотной головки 10ГД-35, отмечаемую многими владельцами 35АС-1. Известно, что в динамических громкоговорителях амплитуда смещения диффузора при понижении частоты подводимого к головке синусоидального сигнала постоянной амплитуды увеличивается с крутизной около 12 дБ/на октаву вплоть до резонансной частоты головки. При этом звуковое давление, создаваемое головкой на частотах испытательного сигнала, не увеличивается (а может даже падать), а нелинейные искажения заметно растут. При достижении резонансной частоты амплитуда смещения диффузора уже не зависит от понижаемой частоты. Высокочастотный фильтр первого порядка с крутизной спада АЧХ 6 дБ/на октаву не может в достаточной степени изменить (уменьшить) рост этой зависимости. Чтобы крутизна роста амплитуды смещения диффузора, начиная с частоты разделения фильтра и кончая резонансной частотой головки, приближалась к нулю, крутизна спада его АЧХ должна составлять не менее 12 дБ/на октаву. Крутизна спада АЧХ примененного высокочастотного фильтра шестого порядка превышает 30 дБ/на октаву. Это позволило в значительной мере снизить нелинейные искажения головки 10ГД-35 на частотах, близких к ее резонансной частоте. Существует мнение, что фильтры высоких порядков вносят большие переходные и фазовые искажения. Однако, как показано в , подобные искажения, создаваемые фильтрами всепропускающего типа высоких порядков (вплоть до шестого), измеренные на многокомпонентных сигналах, лежат значительно ниже субъективных порогов слышимости.
Конструкция катушек индуктивности может быть произвольной. При их изготовлении автор использовал каркасы из органического стекла (можно из текстолита или эбонита), эскиз которых показан на рис. 2. Катушки L4-L6 намотаны проводом ПЭВ-1 0,8 и содержат соответственно 118, 106 и 76 витков. Катушки L7-L9 и L3 намотаны проводом ПЭВ-1 0,5 и содержат 128, 170, 248 и 236 витков соответственно. Пользуясь подходящим измерителем индуктивности (автор использовал Е7-9), желательно подогнать индуктивность катушек (с точностью до третьего знака) до значений, указанных на принципиальной схеме АС. Конденсаторы фильтров - МБГО-1 и МБГП-1,2 с отклонением от номинальных значений ±5 и ±10 %. Нестандартные номиналы набраны параллельным соединением конденсаторов со стандартными значениями. Все детали фильтров закреплены на отдельной панели, установленной внутри корпуса АС под низкочастотной головкой.
Доработанные указанным способом АС эксплуатируются с УМЗЧ, описанным в . В качестве предварительного усилителя использовался усилитель с пассивным регулятором тембра, опубликованный в . При эксплуатации доработанных АС в составе звуковоспроизводящего комплекса с активным регулятором тембра, обеспечивающим глубину регулирования АЧХ выше ±15 дБ, на входах СЧ- и ВЧ-звеньев фильтра желательно включить гасящие резисторы ПЭВ-7,5 (на схеме обозначены штриховой линией).
При оценке качества звучания переделанных АС все слушатели отмечали “легкость и прозрачность” звучания, его естественность, а также четкую локализацию источников звука в пространстве.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жагирновский М., Шоров В. Улучшение звучания 35АС-1 и ее модификаций.- Радио, 1987, № 8, с. 29-30.
2. Алдошина И., Войшвилло А. Высококачественные акустические системы и излучатели.- М.: Радио и связь, 1985, с. 168.
3. Агеев А. УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями.- Радио, 1987, № 2, с. 26-29.
4. Солнцев Ю. Высококачественный предварительный усилитель.- Радио, 1985, № 4, с. 32- 35.
