Акустическое оформление ас. Акустика. Типы акустических систем Акустическая система as
Изготовитель: Новосибирский завод точного машиностроения
Двухполосная акустическая фазоинверторная система комплектовала
Полупроводниковые стереофонические кассетные магнитофоны
"Комета-225С", "Комета-225С-1", "Комета
М-225С-2", "Комета М-225С-3" («Нота-225»).
Производство соответственно с 1987, 1988, 1989 и 1990 года .
Технические характеристики:
Номинальная
мощность – 15 Вт
Паспортная (Предельная долговременная) мощность– 25 Вт
Диапазон воспроизводимых частот – 63 – 16 000 Гц
Уровень среднего звукового давления при электрической мощности 10 Вт в
диапазоне частот 100-4000 Гц, не менее – 94 дБ
Номинальное электрическое сопротивление – 4 Ом
Габариты – 328х190х190 мм
Масса 5,8 кг
Набор динамиков: НЧ – 25ГДН-3-4, ВЧ – 5ГДВ-1
Тип акустического оформления – фазоинвертор
Материал корпуса – фанеры или ДСП.
Вега 25 АС-101 широко распространенная в свое время советская акустика... сегодня мы ее рассмотрим, разберем до винтиков и прикинем - кто есть кто и чего с ним теперь делать?
Вообще, эта акустика выпускалась с 1980 года на Бердском ПО "Вега", тогда они назывались 15 АС-109. В 1989 году вышел новый ГОСТ 23262-88, и эту АС переименовали в 25 АС-101, конструктивно ничего не изменив.
Это, так называемая "полочная" бытовая акустическая система, которой комплектовались различные проигрыватели, магнитофоны и музыкальные центры. Довольно таки компактные и увесистые колонки серебристого цвета. Отсутствие ножек наталкивает на мысль, что их предполагается вешать на стену, там для этого и есть два навеса. Там же, на задней стенке этикетка с названием, ГОСТом, паспортным номером, с указанием номинального сопротивления, с указанием предельной долговременной мощности, годом выпуска (не заполнено) и ценой - 75 руб.
Вега 25 АС-101 (как и 15 АС-109) состоят из:
1) герметичного неразборного корпуса;
2) динамической головки НЧ - типа мидбаса:
3) ВЧ динамической головки;
4) фильтра;
5) фазоинвертора;
6) лицевой панели;
7) соединительного провода.
Диапазон воспроизводимых частот - 50-20000 Гц
Неравномерность АЧХ, на нижней частоте - 8 дБ
Уровень чувствительности - 84 дБ (Па/Вт)
Неравномерность АЧХ звукового давления - ±4 дБ, в диапазоне 100..8000 Гц
Гармонические искажения АС, в диапазоне частот - 250-1000 Гц - 2%, 1000-2000 Гц - 1,5%, 2000...6300 Гц - 1%
Номинальное электрическое сопротивление - 4 Ом
Минимальное значение полного электрического сопротивления - 3,2 Ом
Вид низкочастотного оформления - фазоинвертор
Частота настройки фазоинвертора – 45 Гц
Частота разделения фильтром – 5000 Гц
Внутренний объем АС – 8,5 л
Габариты - 360х220х190 мм
Масса - 6,8 кг
Характеристики АЧХ
АС без передней панели
Итак, данные моих замеров:
Корпус собран из листов 9-слойной фанеры толщиной 12 мм. Высота колонок - 360 мм, ширина - 220 мм, глубина 165 мм (190 с передней декоративной решеткой). Корпус не разборный - склеен намертво. Никаких распорок или ребер жесткости, либо прочих элементов для прочности и жесткости корпуса нет.
На передней панели три отверстия:
прямоугольное под фазоинвертор 35х80 мм;
круглое отверстие диаметром 90 мм под высокочастотный динамик;
еще одно круглое под НЧ/СЧ динамик диаметром 115 мм.
Передняя и задняя стенки чуть утоплены внутрь на 1,5-2 мм. Посадочные места под динамики и ФИ утоплены - профрезированы на глубину ~5 мм.
Передняя панель пластмассовая, разной толщины (но не менее 2 мм), имеет три отверстия под динамики (закрыты металлической сеткой) и одно под фазоинвертор с декоративным "рассекателем". Крепится к корпусу колонок с помощью шести шурупов, шляпки которых прикрытых декоративными колпачками. В местах соприкосновения с динамиками и ФИ имеются поролоновые прокладки.
Динамическая головка 25ГДН-3-4
В АС Вега 25 АС-101 использованы следующие динамические головки: низкочастотный 25ГДН-3-4 на 4 Ом (диапазон 50-5000 Гц); высокочастотный 16-омный 10ГДВ-2-16 (диапазон 5000-25000 Гц). Оба динамика имеют неэкранированные магниты.
Динамическая головка 10ГДВ-2-16
Фазоинвертор используемый в 15 АС-109 и 25 АС-101, размеры
На нижнем снимке, на торце ФИ вырез - это прежний глупый владелец орудовал дрелью,
сверлил заднюю стену колонок, чтобы повесить их на стену, заодно и продырявил ФИ
Фазоинвертор "Г" образной формы, пластмассовый, склеенный из двух половинок. Размеры: длина 148 мм, размер отверстия 19х68 мм - в начале и в конце одинаковы. Толщина пластмассы 4-5 мм (разная в разных местах).
Каждый динамик и ФИ крепятся к корпусу четырьмя шурупами каждый. У динамиков присутствует резиновая прокладка 2 мм толщиной. Фазоинвертор имеет прокладку из тонкого поролона.
Разделительный фильтр сделан конкретно, на прямоугольном куске из той же 12 мм фанеры. Две катушки намотаны толстым медным проводом, конденсаторы использованы старые и качественные (кого эстетическая составляющая отвращает от них, пусть покупает какой-нибудь красивенький китай).
Использованы конденсаторы МБГО-2 2 мкФ, 1 мкФ, 4 мкФ. А также два больших керамических резистора 1ПЭВ - схему на фильтра можно посмотреть в Руководстве по эксплуатации.
Стандартный фильтр (кроссовер) в акустике Вега 25 АС-101
Панель АС Вега 15 АС-109
Как было уже сказано, акустическая система Вега 15 АС-109 практически ничем не отличалась от 25 АС-101, только надписью, этикеткой и еще стыками углов корпуса. Фильтр, который приведен на фото выше, был в одной колонке Вега 15 АС-109 - но это, скорее всего, уже плод чьей-то самодеятельности...
По сей день акустические системы 15 АС-109 и 25 АС-101, если они сохранились в хорошем состоянии, весьма привлекательны. По качеству они соответствуют довольно таки дорогим (относительно дорогим) забугорным бытовым системам, благодаря хорошей головке 25ГДН-3-4, хорошему корпусу и нормально рассчитанным фильтру и фазоинвертору.
Даже небольшая модернизация этих АС позволит получить достойный звук с минимальными затратами - покупка равноценного китайского изделия обойдется в разы дороже и не факт, что эта равноценность будет реальным качеством. Об вариантах модернизации/доработки веговской акустики написано в интернете немало... В большинстве своем все сводится к демпфированию изнутри корпуса АС материалами типа синтепона, ватина или войлока. Добавление ваты, для обманчивого увеличения литража корпуса. Проклеивание стыков и установка распорок, ребер жесткости. Замена проводов внутри АС на более толстые, я молчу насчет "кабелей из безкислородной меди" - эффективность которых весьма сомнительна. Так же можно поставить на заднюю стенку клеммный разъем, хотя бы и китайский, дешевый . Замена фильтра нецелесообразна - правильный рассчет далеко не по плечу каждому. Так же не стоит менять в фильтре старые советские конденсаторы на новые: качественные конденсаторы стоят ой как дорого, а советские ничуть не хуже их. К тому же конденсаторы типа МБГО герметичны и в них попросту не существует эффекта "подсыхания" электролитов.
Разделительный фильтр в 15 АС-109, самопальный, взамен заводского (качество никакое)
Динамики имеют свойство портиться от времени - это касается подвесов, которые делаются из резины (резина твердеет от времени, температуры и воздействия солнечного света), еще их делают из всякого поролоноподобного материала, который из-за времени рассыпается... диффузоры выгорают от света, подводящие провода перетираются... Резиновые подвесы обычно натирают касторовым маслом в несколько заходов и они частично восстанавливают свои характеристики. Прогнивший поролоновый подвес только менять на новый - они имеются в продаже. Те колонки 25 АС-101, что сейчас я рассматриваю, имеют возраст более 20 лет, и обращались с ними далеко не нежно... но динамические головки в прекрасном состоянии и резиновый подвес ничуть не утратил своих характеристик - стояли не на солнечном месте, не было испытаний жарой.
Подводящие провода так же меняются без проблем, путем либо укорачивания, либо заменой на просто изолированный и скрученный свободной спиралью провод.
Выцветшие диффузоры можно покрасить обычной тушью, либо покрыть акриловым лаком.
Замена заводской пластмассовой мордашки на всякие тканевые панели - дело вкуса, мне лично и заводское оформление нравится.
Стыки корпуса АС Вега изнутри - проклеено хорошо, но нет распорок и ребер жесткости
Торчащие болты - это для монтажа фильтра
Соединительный провод - просто дырка с пропущенным проводом, с каплей клея...
Акустическая система по-прежнему остается самым консервативным звеном в цепи звуковоспроизведения. В подавляющем большинстве моделей в качестве электроакустических преобразователей используются электродинамические головки. В них диффузор приводится в движение за счет взаимодействия тока, протекающего по звуковой катушке, с полем магнитной системы.
Звуковая волна, которую мы в результате и слышим, возникает благодаря колебанию конуса диффузора. Для правильного воспроизведения требуется, чтобы для всех слышимых частот звуковое давление было одинаково. Однако если взглянуть на частотную характеристику громкоговорителя, свободно подвешенного в пространстве, то обнаружится, что при понижении частоты сигнала, начиная с некоторого ее значения, уровень давления будет плавно падать. Принципиальная проблема всех громкоговорителей заключается в том, что они излучают звук как вперед, так и назад с одинаковой интенсивностью. Звук распространяется в воздухе с постоянной скоростью, и поскольку сами излучатели относительно малы по сравнению с длиной волны на низких частотах, излучение спереди и сзади от диффузора взаимно компенсирует друг друга. Этот эффект называется акустическим коротким замыканием. На высоких частотах длина волны мала, и волна не успевает обогнуть головку за один период колебания, и излучаемая энергия увеличивается. Граничная частота, ниже которой эффективность головки падает, зависит от размеров диффузора и определяется конечным значением скорости звука в воздухе. Например, для головки диаметром 20 см спад начинается ниже одного 1 кГц. С уменьшением диаметра частота повышается.
Наиболее распространенные варианты акустического оформления
Низкочастотных громкоговорителей:
- закрытое;
- фазоинвертор с простым отверстием, в которое может быть помещен пассивный радиатор;
- самый распространенный фазоинвертор в виде трубы;
- лабиринт – технически сложное и дорогое решение
Чтобы исключить акустическое замыкание, динамической головке создают акустическое оформление, то есть помещают в корпус. Самое простое оформление открытое, когда задняя стенка у прямоугольного корпуса просто отсутствует или представляет собой перфорированную панель. У автономных акустических систем для высококачественного воспроизведения такое оформление не встречается, но у большинства телевизоров, переносных магнитол и радиоприемников акустическое оформление — открытое. Основное достоинство такого оформления в том, что оно не повышает резонансной частоты головки, ниже которого головка просто не работает. А самый серьезный недостаток — относительно большие размеры, когда требуется воспроизведение низших частот звукового диапазона.
Характеристика акустики в области низких частот должна быть максимально гладкой, чтобы при воспроизведении импульсов, а музыка — это практически одни импульсы, не появлялось дополнительных призвуков и послезвучания. Если произвести расчет объема акустической системы, то для современных головок он будет чрезмерно большим — порядка 150 литров, что абсолютно неприемлемо для современной квартиры по эстетическим соображениям.
Поскольку при колебании диффузора задняя сторона излучает половину акустической мощности, а в закрытой акустике эта мощность пропадает, интересно попытаться ее использовать. Для этого нужно найти способ изменить фазу звуковой волны от задней стороны на противоположную, и тогда при достижении плоскости передней панели произойдет акустическое сложение, а не вычитание. Решение было предложено очень давно (еще в 1937 году) и получило название акустического оформления с фазоинвертором. Однако монополию открытых систем нарушило сначала закрытое акустическое оформление, когда головка помещалась в закрытый корпус. Пионером такой конструкции принято считать Acoustic Research, выпустившую в 50-х годах прошлого века первую закрытую акустическую систему AR1. А ее двухполосная система AR2a (появилась в 1957 году) считается родоначальницей всей полочной акустики.
Современный громкоговоритель — крайне неэффективное электродинамическое устройство. Он преобразует в зависимости от конструкции в акустическую мощность только от 0,25 до 2,5% подводимой электрической мощности. Остальная мощность выделяется в виде тепла.
Для закрытых систем крутизна спада ниже частоты резонанса составляет 12 дБ на октаву. Такой спад можно частично компенсировать расположением акустической системы в помещении относительно стен. Кроме того, регуляторы тембра, выполненные по классической схеме, имеют характеристику с таким же наклоном и также позволяют компенсировать спад АЧХ в области НЧ. Однако подъем более чем на 6 дБ невозможен, поскольку при дальнейшем увеличении вступает в силу фактор максимальной подводимой мощности, превышение которой может вызвать механическое разрушение головки из-за перегрева звуковой катушки. Поэтому максимальная подводимая мощность оказывается одним из главных параметров, определяющих низкочастотную границу воспроизводимых акустической системой частот.
Простейший конструктивный вариант фазоинвертора — это отверстие (порт). Однако на практике такое решение используется редко. Поскольку параметры воздуха зависят от атмосферных условий (температуры и влажности), то порт можно закрыть пассивным радиатором. Но значительно чаще фазоинвертор выполняется в виде трубы. В этом случае, кроме головки и воздуха в корпусе, добавляется еще и объем воздуха в трубе.
Другой способ заставить работать звуковой фронт, излучаемый задней стороной диффузора, — это лабиринт, изогнутый вариант длинной линии. Но такая конструкция получается очень сложной, особенно если учесть, что общая длина лабиринта получается более двух метров, а значит, дорогой. Порт фазоинвертора может располагаться как на передней стенке корпуса (что более правильно), так и на задней. Для напольных моделей встречается и донный вариант, когда порт работает в пол. Понятно, что полочную акустику с портом на задней стенке нельзя устанавливать на полку (отверстие фазоинвертора будет закрыто, и он не будет работать), а только на подставки. При этом теряется вся прелесть ее компактности.
Несмотря на широкое распространение акустического оформления с фазоинвертором (если посмотреть наши тесты за последние два года, то едва ли не единственной акустической системой с закрытым оформлением окажется полочная Yamaha NS-6940), оно имеет ряд недостатков. Основная проблема оформления с фазоинвертором — это увеличение коэффициента нелинейных искажений на низких частотах по сравнению с закрытыми системами. Поскольку все результаты измерений акустических систем опубликованы в журнале, то можно легко оценить уровень КНИ в области работы фазоинвертора.Современные акустические системы строятся исходя не из законов физики, а в угоду требованиям моды интерьерного дизайна. Для качественного (в первую очередь без искажений) воспроизведения низких частот нужна головка с большим диффузором, размещенная в ящике большого объема. Снижение граничной частоты акустической системы на треть октавы в области 50 Гц потребует удвоения объема корпуса. Это, собственно, и имеет место в столь многочисленных ныне сабвуферах. Последний пример — новый сабвуфер фирмы Cabasse.
Еще одна особенность фазоинвертора — акустический шум. Причина в возникновении завихрений на выходе из порта. Существенно снизить шум путем выравнивания потока на выходе можно, изменив форму раскрыва трубы фазоинвертора. Специальные меры для создания нешумящих портов применяют многие изготовители акустики, среди которых B&W, JBL, Infinity, Polk и другие.
Можно высказать еще одно предположение, почему получили распространение малогабаритные АС с фазоинвертором. Поскольку большинство из них воспроизводит не музыкальные звуки, а низкочастотные эффекты, без которых немыслим домашний кинотеатр, то их специфический окрас (за счет относительно больших искажений в НЧ-области) придает их звучанию неестественную сочность и гипертрофированную живость. Это то и делает их более привлекательными если не в глазах (или, точнее, ушах) покупателей, то в умах маркетологов фирм-призводителей и продавцов.
Из журнала Stereo&Video
Одна из удачных конструкций акустических систем выпускаемых промышленностью СССР. Разработанная в Советские времена, она и сегодня, по качеству звучания, способна "затмить" современные акустические системы известных мировых брендов.
35АС-013 - это так называемый активный трехполосный громкоговоритель с электромеханической обратной связью (ЭМОС). Кроме трех динамических головок и пассивного разделительного фильтра, в его корпусе смонтированы усилитель мощности ЗЧ с источником питания и ряд дополнительных устройств, повышающих надежность и улучшающих эксплуатационные удобства громкоговорителя.
ЭМОС в 35АС-013 реализована только в области низших частот звукового диапазона, в качестве датчика ускорения подвижной системы головки использован трубчатый пьезокерамический элемент ЭП4Т-2. Применение ЭМОС позволило значительно снизить нелинейные искажения в области этих частот и без ухудшения других акустических параметров уменьшить объем громкоговорителя до 40 дм 3 (для сравнения: объем 35АС-212-73 дм 3).
Громкоговоритель предназначен для работы с предварительным усилителем, снабженным регуляторами громкости и тембра. Наличие двух активных входов («Левый» и «Правый») позволяет объединять громкоговорители в стереофоническую акустическую систему, соединив кабелем с предварительным усилителем только один из них. Кроме того, имеется пассивный вход, к которому можно подключить внешний усилитель мощности. В 35АС-013 предусмотрены плавная регулировка тембра на средних и высших частотах номинального диапазона частот, индикация уровня выходного сигнала (0, -б, -12, -20, -30 дБ) и перегрузки (+3 дБ), подключения к сети.
Основные технические характеристики акустической системы 35АС-013
- Номинальная мощность, Вт..... 35
- Номинальное электрическое сопротивление пассивного входа, Ом..... 4
- Номинальное напряжение, В, обеспечивающей среднее звуковое давление 1,2 Па, входа:
активного..........0,5
пассивного..... 11.8 - Номинальный диапазон частот, Гц....... 31,5...20 000
- Пределы регулирования тембра на частотах 500... 5000 и 5000...20 000 Гц. дБ..................±3
- Потребляемая мощность, Вт, не более..........100
- Габариты, мм..... 325X580X265
- Масса, кг..............25
Схема выполнена по функционально-блочному принципу и состоит из блоков усиления и защиты (U2), усилителя мощности (А), индикации и регулировки (U1), разделительного фильтра (Z), питания (U3) и трех динамических головок: высокочастотной В1 (10ГД-35), среднечастотной В2 (15ГД-11А) и низкочастотной ВЗ (ЗОГД-6 с датчиком ЭМОС).
В качестве усилителя мощности применен модуль УНЧ-50-8 (его принципиальную схему можно найти в статье В. Папуша и В. Снесаря «Радиотехника-101-стерео» в журнале «Радио», 1984, № 9). Блок усиления и защиты U2 предназначен для фильтрации сигнала ЭМОС, повышения входного сопротивления и развязки входных цепей усилителя, а также для защиты его и низкочастотной головки от перегрузок. Блок состоит из активного фильтра нижних частот (ФНЧ) третьего порядка с частотой среза 250 Гц на микросхеме DA1, эмиттерного повторителя на транзисторе VT2 и устройства защиты на транзисторах VT1, VT3, VT4. Последнее задерживает подключение разделительного фильтра Z к выходу модуля УНЧ-50-8 на время переходного процесса при включении питания (этим предотвращаются щелчки в громкоговорителе) и отключает фильтр при появлении на выходе модуля постоянного напряжения любой полярности. Время задержки определяется номиналами элементов R13,R14,C8 и составляет в данном случае 1,5 с.
Индикацию уровня выходного сигнала и регулировку АЧХ громкоговорителя обеспечивает блок U1. Он состоит из усилителя сигнала на транзисторах VT2, VT4, пассивного фильтра с регуляторами уровня средних (R27) и высших (R23) частот, усилителя на транзисторах VT9, VT11, VT13, интегратора сигнала ЭМОС на микросхеме DA1 и шести пороговых устройств со светодиодными индикаторами. Первое из этих устройств (на транзисторах VT1, VT3 и светодиоде VD1) индицирует режим «Перегрузка» (+3 дБ), пять последующих - уровни выходного сигнала от 0 до -30 дБ, Светодиод VD7 - индикатор включения громкоговорителя в сеть.
Сигнал, снимаемый с выхода усилителя мощности, поступает на трехполосный разделительный фильтр Z. Его звено C1L2R1C8 пропускает высшие частоты (5000 .,20 000 Гц), C2L3C3L4C9R2 - средние (450... 5000 Гц), LIC4C5-С7 - низшие (30...450 Гц). Датчик ЭМОС BQ1 установлен на подвижной системе низкочастотной головки ВЗ. Напряжение, появляющееся на нем при работе громкоговорителя, усиливается полевым транзистором VI1 и через ФНЧ блока U2 и интегратор блока U1 поступает на вход дифференциального каскада, выполненного на транзисторах VT9, VT11. Электронные устройства громкоговорителя питаются через трансформатор Т1. Стабилизированные напряжения питания +14 и -14В и не стабилизированное напряжение +32В обеспечивает блок питания U3, нестабилизированные напряжения +40 и -40В, а также +38 и -38В - выпрямители на диодах VD1-VD4 и VD5-VD8 соответственно.
