Акустичне оформлення ас. Акустика. Типи акустичних систем Акустична система as
Виробник: Новосибірський завод точного машинобудування
Двосмугова акустична фазоінверторна система комплектувала Напівпровідникові стереофонічні касетні магнітофони "Комета-225С", "Комета-225С-1", "Комета М-225С-2", "Комета М-225С-3" («Нота-22
Виробництво відповідно з 1987, 1988, 1989 та 1990 року.
Технічні характеристики:
Номінальна потужність – 15 Вт
Паспортна (гранична довготривала) потужність – 25 Вт
Діапазон відтворюваних частот – 63 – 16 000 Гц
Рівень середнього звукового тиску при електричній потужності 10 Вт у діапазоні частот 100-4000 Гц, щонайменше – 94 дБ
Номінальний електричний опір – 4 Ом
Габарити – 328х190х190 мм
Маса 5,8 кг
Набір динаміків: НЧ – 25ГДН-3-4, ВЧ – 5ГДВ-1
Тип акустичного оформлення – фазоінвертор
Матеріал корпусу – фанери чи ДСП.
Вега 25 АС-101 широко поширена свого часу радянська акустика... сьогодні ми її розглянемо, розберемо до гвинтиків і прикинемо – хто є хто і чого з ним тепер робити?
Загалом ця акустика випускалася з 1980 року на Бердському ВО "Вега", тоді вони називалися 15 АС-109. В 1989 вийшов новий ГОСТ 23262-88, і цю АС перейменували в 25 АС-101, конструктивно нічого не змінивши.
Це так звана "полочна" побутова акустична система, якою комплектувалися різні програвачі, магнітофони та музичні центри. Компактні і важкі колонки сріблястого кольору. Відсутність ніжок наштовхує на думку, що їх передбачається вішати на стіну, там для цього є два навіси. Там же, на задній стінці етикетка з назвою, ГОСТом, паспортним номером, із зазначенням номінального опору, із зазначенням граничної довготривалої потужності, роком випуску (не заповнено) та ціною – 75 руб.
Вега 25 АС-101 (як і 15 АС-109) складаються з:
1) герметичного нерозбірного корпусу;
2) динамічної головки НЧ – типу мідбасу:
3) ВЧ динамічної головки;
4) фільтр;
5) фазоінвертора;
6) лицьової панелі;
7) сполучного дроту.
Діапазон відтворюваних частот – 50-20000 Гц
Нерівномірність АЧХ, на нижній частоті – 8 дБ
Рівень чутливості – 84 дБ (Па/Вт)
Нерівномірність АЧХ звукового тиску – ±4 дБ, у діапазоні 100..8000 Гц
Гармонічні спотворення АС, у діапазоні частот - 250-1000 Гц - 2%, 1000-2000 Гц - 1,5%, 2000...6300 Гц - 1%
Номінальний електричний опір – 4 Ом
Мінімальне значення повного електричного опору – 3,2 Ом
Вид низькочастотного оформлення - фазоінвертор
Частота налаштування фазоінвертора – 45 Гц
Частота поділу фільтром – 5000 Гц
Внутрішній об'єм АС – 8,5 л
Габарити – 360х220х190 мм
Маса – 6,8 кг
Характеристики АЧХ
АС без передньої панелі
Отже, дані моїх вимірів:
Корпус зібраний з листів 9-шарової фанери завтовшки 12 мм. Висота колонок – 360 мм, ширина – 220 мм, глибина 165 мм (190 з передньою декоративною решіткою). Корпус не розбірний – склеєний намертво. Жодних розпірок чи ребер жорсткості, або інших елементів для міцності та жорсткості корпусу немає.
На передній панелі три отвори:
прямокутне під фазоінвертор 35х80 мм;
круглий отвір діаметром 90 мм під високочастотний динамік;
ще одне кругле під НЧ/СЧ динамік діаметром 115 мм.
Передня та задня стінки трохи втоплені на 1,5-2 мм. Посадочні місця під динаміки та ФІ утоплені – профрезовані на глибину ~5 мм.
Передня пластмасова панель, різної товщини (але не менше 2 мм), має три отвори під динаміки (закриті металевою сіткою) і одне під фазоінвертор з декоративним "розсікачем". Кріпиться до корпусу колонок за допомогою шести шурупів, капелюшки яких прикритих декоративними ковпачками. У місцях зіткнення з динаміками та ФІ є поролонові прокладки.
Динамічна головка 25ГДН-3-4
В АС Вега 25 АС-101 використані наступні динамічні головки: низькочастотний 25ГДН-3-4на 4 Ом (діапазон 50-5000 Гц); високочастотний 16-омний 10ГДВ-2-16(Діапазон 5000-25000 Гц). Обидва динаміки мають неекрановані магніти.
Динамічна головка 10ГДВ-2-16
Фазоінвертор, що використовується в 15 АС-109 і 25 АС-101, розміри
На нижньому знімку, на торці ФІ виріз - це колишній дурний власник орудував дрилем,
свердлив задню стіну колонок, щоб повісити їх на стіну, заодно і продіряв ФІ
Фазоінвертор "Г" образної форми, пластмасовий, склеєний із двох половинок. Розміри: довжина 148 мм, розмір отвору 19х68 мм - на початку та в кінці однакові. Товщина пластмаси 4-5 мм (різна у різних місцях).
Кожен динамік та ФІ кріпляться до корпусу чотирма шурупами кожен. У динаміків є гумова прокладка 2 мм завтовшки. Фазоінвертор має прокладку тонкого поролону.
Розділовий фільтр виготовлений безпосередньо, на прямокутному шматку з тієї ж 12 мм фанери. Дві котушки намотані товстим мідним проводом, конденсатори використані старі та якісні (кого естетична складова відвертає від них, нехай купує якийсь гарненький китай).
Використані конденсатори МБГО-2 2 мкф, 1 мкф, 4 мкф. А також два великих керамічних резистора 1ПЕВ - схему на фільтрі можна подивитися в Посібнику з експлуатації.
Стандартний фільтр (кросовер) в акустиці Вега 25 АС-101
Панель АС Вега 15 АС-109
Як було вже сказано, акустична система Вега 15 АС-109 практично нічим не відрізнялася від 25 АС-101, лише написом, етикеткою та ще стиками кутів корпусу. Фільтр, який наведено на фото вище, був в одній колонці Вега 15 АС-109 - але це, швидше за все, плід чиєїсь самодіяльності.
До цього дня акустичні системи 15 АС-109 і 25 АС-101, якщо вони збереглися в хорошому стані, дуже привабливі. За якістю вони відповідають дорогим (щодо дорогим) зарубіжним побутовим системам, завдяки гарній головці 25ГДН-3-4, хорошому корпусу і нормально розрахованим фільтру і фазоінвертору.
Навіть невелика модернізація цих АС дозволить отримати гідний звук із мінімальними витратами – купівля рівноцінного китайського виробу обійдеться у рази дорожче і не факт, що ця рівноцінність буде реальною якістю. Про варіанти модернізації/доопрацювання веговської акустики написано в інтернеті чимало... Здебільшого все зводиться до демпфування зсередини корпусу АС матеріалами типу синтепону, ватину або повсті. Додавання вати для оманливого збільшення літража корпусу. Проклеювання стиків та встановлення розпірок, ребер жорсткості. Заміна проводів усередині АС на товстіші, я мовчу щодо "кабелів з безкисневої міді" - ефективність яких дуже сумнівна. Також можна поставити на задню стінку клемний роз'єм, хоча б і китайський, дешевий . Заміна фільтра недоцільна - правильний розрахунок далеко не по плечу кожному. Так само не варто змінювати у фільтрі старі радянські конденсатори на нові: якісні конденсатори коштують як дорого, а радянські анітрохи не гірше за них. До того ж конденсатори типу МБГО герметичні і в них просто не існує ефекту "підсихання" електролітів.
Роздільний фільтр в 15 АС-109, самопальний, замість заводського (якість ніяка)
Динаміки мають властивість псуватися від часу - це стосується підвісів, які робляться з гуми (гума твердне від часу, температури та впливу сонячного світла), ще їх роблять з будь-якого поролоноподібного матеріалу, який з-за часу розсипається... підвідні дроти перетираються... Гумові підвіси зазвичай натирають рициновою олією в кілька заходів і вони частково відновлюють свої характеристики. Прогнилий поролоновий підвіс тільки міняти на новий - вони є у продажу. Ті колонки 25 АС-101, що зараз я розглядаю, мають вік понад 20 років, і поводилися з ними далеко не ніжно... але динамічні голівки в чудовому стані і гумовий підвіс анітрохи не втратив своїх характеристик - стояли не на сонячному місці, не було випробувань спекою.
Підводячі дроти так само змінюються без проблем, шляхом або вкорочування, або заміною на просто ізольований і скручений вільною спіраллю провід.
Вицвілі дифузори можна пофарбувати звичайною тушшю або покрити акриловим лаком.
Заміна заводської пластмасової мордочки на будь-які тканинні панелі - справа смаку, мені особисто заводське оформлення подобається.
Стики корпусу АС Вега зсередини - добре проклеєно, але немає розпірок і ребер жорсткості
Болти, що стирчать - це для монтажу фільтра
З'єднувальний провід - просто дірка з пропущеним дротом, з краплею клею.
Акустична система, як і раніше, залишається найконсервативнішою ланкою в ланцюгу звуковідтворення. У переважній більшості моделей як електроакустичні перетворювачі використовуються електродинамічні головки. У них дифузор наводиться в рух за рахунок взаємодії струму, що протікає по звуковій котушці, з полем магнітної системи.
Звукова хвиля, яку ми і чуємо, виникає завдяки коливанню конуса дифузора. Для правильного відтворення потрібно, щоб для всіх чутних частот звуковий тиск був однаковим. Однак якщо поглянути на частотну характеристику гучномовця, вільно підвішеного в просторі, то виявиться, що при зниженні частоти сигналу, починаючи з деякого значення, рівень тиску буде плавно падати. Принципова проблема всіх гучномовців у тому, що вони випромінюють звук як уперед, і назад з однаковою інтенсивністю. Звук поширюється у повітрі з постійною швидкістю, і оскільки самі випромінювачі відносно малі порівняно з довжиною хвилі на низьких частотах, випромінювання спереду та ззаду від дифузора взаємно компенсує один одного. Цей ефект називається акустичним коротким замиканням. На високих частотах довжина хвилі мала, і хвиля не встигає обігнути головку за один період коливання, і енергія, що випромінюється, збільшується. Гранична частота, нижче за яку ефективність головки падає, залежить від розмірів дифузора і визначається кінцевим значенням швидкості звуку в повітрі. Наприклад, для головки діаметром 20 см спад починається нижче за один 1 кГц. Зі зменшенням діаметра частота підвищується.
Найбільш поширені варіанти акустичного оформлення
Низькочастотних гучномовців:
- закрите;
- фазоінвертор з простим отвором, який може бути поміщений пасивний радіатор;
- найпоширеніший фазоінвертор у вигляді труби;
- лабіринт – технічно складне та дороге рішення
Щоб виключити акустичне замикання, динамічній головці створюють акустичне оформлення, тобто поміщають у корпус. Найпростіше оформлення відкрите, коли задня стінка біля прямокутного корпусу просто відсутня або є перфорованою панелью. У автономних акустичних систем для високоякісного відтворення таке оформлення не зустрічається, але більшість телевізорів, переносних магнітол і радіоприймачів акустичне оформлення — відкрите. Основна перевага такого оформлення в тому, що воно не підвищує резонансну частоту голівки, нижче якої головка просто не працює. А найсерйозніший недолік — відносно великі розміри, коли потрібне відтворення нижчих частот звукового діапазону.
Характеристика акустики в області низьких частот має бути максимально гладкою, щоб при відтворенні імпульсів, а музика – це практично одні імпульси, не з'являлося додаткових призвуків та післязвучання. Якщо зробити розрахунок обсягу акустичної системи, то для сучасних головок він буде надмірно більшим — близько 150 літрів, що абсолютно неприйнятно для сучасної квартири з естетичних міркувань.
Оскільки при коливанні дифузора задня сторона випромінює половину акустичної потужності, а закритій акустиці ця потужність зникає, цікаво спробувати її використовувати. Для цього потрібно знайти спосіб змінити фазу звукової хвилі від задньої сторони на протилежну, і тоді при досягненні площини передньої панелі відбудеться акустичне додавання, а не віднімання. Рішення було запропоновано дуже давно (ще в 1937 році) і отримало назву акустичного оформлення з фазоінвертором. Однак монополію відкритих систем порушило спочатку закрите акустичне оформлення, коли головка містилася у закритому корпусі. Піонером такої конструкції прийнято вважати Acoustic Research, яка випустила в 50-х роках минулого століття першу закриту акустичну систему AR1. А її двосмугова система AR2a (з'явилася 1957 року) вважається родоначальницею всієї поличної акустики.
Сучасний гучномовець – вкрай неефективний електродинамічний пристрій. Він перетворює в залежності від конструкції в акустичну потужність тільки від 0,25 до 2,5% електричної потужності, що підводиться. Решта потужності виділяється у вигляді тепла.
Для закритих систем крутість спаду нижче частоти резонансу становить 12 дБ на октаву. Такий спад можна частково компенсувати розташуванням акустичної системи у приміщенні щодо стін. Крім того, регулятори тембру, виконані за класичною схемою, мають характеристику з таким же нахилом і дозволяють компенсувати спад АЧХ в області НЧ. Однак підйом більш ніж на 6 дБ неможливий, оскільки при подальшому збільшенні набуває чинності фактор максимальної потужності, що підводиться, перевищення якої може викликати механічне руйнування головки через перегрівання звукової котушки. Тому максимальна потужність, що підводиться, виявляється одним з головних параметрів, що визначають низькочастотну межу відтворюваних акустичною системою частот.
Найпростіший конструктивний варіант фазоінвертора - це отвір (порт). Проте практично таке рішення використовується рідко. Оскільки параметри повітря залежать від атмосферних умов (температури та вологості), то порт можна закрити пасивним радіатором. Але значно частіше фазоінвертор виконується як труби. В цьому випадку, крім головки та повітря в корпусі, додається ще й об'єм повітря у трубі.
Інший спосіб змусити працювати звуковий фронт, що випромінюється задньою стороною дифузора, - це лабіринт, вигнутий варіант довгої лінії. Але така конструкція виходить дуже складною, особливо якщо врахувати, що загальна довжина лабіринту виходить понад два метри, а отже, дорога. Порт фазоінвертора може розташовуватись як на передній стінці корпусу (що правильніше), так і на задній. Для моделей для підлоги зустрічається і донний варіант, коли порт працює в підлогу. Зрозуміло, що акустику з портом на задній стінці не можна встановлювати на полицю (отвір фазоінвертора буде закрито, і він не буде працювати), а тільки на підставки. При цьому втрачається вся краса її компактності.
Незважаючи на широке поширення акустичного оформлення з фазоінвертором (якщо подивитися наші тести за останні два роки, то чи не єдиною акустичною системою із закритим оформленням виявиться полична Yamaha NS-6940), воно має низку недоліків. Основна проблема оформлення із фазоінвертором — це збільшення коефіцієнта нелінійних спотворень на низьких частотах порівняно із закритими системами. Оскільки всі результати вимірювань акустичних систем опубліковані в журналі, то можна легко оцінити рівень КНІ в галузі роботи фазоінвертора. Для якісного (насамперед без спотворень) відтворення низьких частот потрібна головка з великим дифузором, розміщена у ящику великого об'єму. Зниження граничної частоти акустичної системи на третину октави в області 50 Гц вимагатиме подвоєння об'єму корпусу. Це, власне, і має місце в численних нині сабвуферах. Останній приклад – новий сабвуфер фірми Cabasse.
Ще одна особливість фазоінвертора – акустичний шум. Причина виникнення завихрень на виході з порту. Істотно зменшити шум шляхом вирівнювання потоку на виході можна, змінивши форму розкриття труби фазоінвертора. Спеціальні заходи для створення негучних портів застосовують багато виробників акустики, серед яких B&W, JBL, Infinity, Polk та інші.
Можна висловити ще одне припущення, чому набули поширення малогабаритні АС з фазоінвертором. Оскільки більшість із них відтворює не музичні звуки, а низькочастотні ефекти, без яких немислимий домашній кінотеатр, то їхнє специфічне забарвлення (за рахунок відносно великих спотворень у НЧ-області) надає їхньому звучанню неприродної соковитості та гіпертрофованої жвавості. Це те і робить їх привабливішими якщо не в очах (або, точніше, вухах) покупців, то в умах маркетологів фірм-виробників та продавців.
З журналу Stereo&Video
Одна з вдалих конструкцій акустичних систем, що випускаються промисловістю СРСР. Розроблена в радянські часи, вона і сьогодні, за якістю звучання, здатна "затьмарити" сучасні акустичні системи відомих світових брендів.
35АС-013 - це так званий активний трисмуговий гучномовець з електромеханічним зворотним зв'язком (ЕМОС). Крім трьох динамічних головок і пасивного розділювального фільтра, в його корпусі змонтовані підсилювач потужності ЗЧ з джерелом живлення та ряд додаткових пристроїв, що підвищують надійність та покращують експлуатаційні зручності гучномовця.
ЕМОС 35АС-013 реалізована тільки в області нижчих частот звукового діапазону, як датчик прискорення рухомої системи головки використаний трубчастий п'єзокерамічний елемент ЕП4Т-2. Застосування ЕМОС дозволило значно знизити нелінійні спотворення в області цих частот та без погіршення інших акустичних параметрів зменшити об'єм гучномовця до 40 дм 3 (для порівняння: об'єм 35АС-212-73 дм 3).
Гучномовець призначений для роботи з попереднім підсилювачем, з регуляторами гучності та тембру. Наявність двох активних входів («Лівий» та «Правий») дозволяє об'єднувати гучномовці в стереофонічну акустичну систему, з'єднавши кабелем із попереднім підсилювачем лише один із них. Крім того, є пасивний вхід, до якого можна підключити зовнішній підсилювач потужності. У 35АС-013 передбачені плавне регулювання тембру на середніх та вищих частотах номінального діапазону частот, індикація рівня вихідного сигналу (0, -б, -12, -20, -30 дБ) та навантаження (+3 дБ), підключення до мережі.
Основні технічні характеристики акустичної системи 35АС-013
- Номінальна потужність, Вт..... 35
- Номінальний електричний опір пасивного входу, Ом..... 4
- Номінальна напруга, що забезпечує середній звуковий тиск 1,2 Па, входу:
активного..........0,5
пасивного..... 11.8 - Номінальний діапазон частот, Гц....... 31,5...20 000
- Межі регулювання тембру на частотах 500...5000 та 5000...20 000 Гц. дБ..................±3
- Споживана потужність, Вт, не більше..........100
- Габарити, мм..... 325X580X265
- Маса, кг..............25
Схема виконана за функціонально-блочним принципом і складається з блоків посилення та захисту (U2), підсилювача потужності (А), індикації та регулювання (U1), розділювального фільтра (Z), живлення (U3) та трьох динамічних головок: високочастотної В1 (10ГД -35), середньочастотної В2 (15ГД-11А) та низькочастотної ВЗ (ЗОГД-6 з датчиком ЕМОС).
Як підсилювач потужності застосований модуль УНЧ-50-8 (його принципову схему можна знайти у статті В. Папуша та В. Снесара «Радіотехніка-101-стерео» в журналі «Радіо», 1984 № 9). Блок посилення та захисту U2 призначений для фільтрації сигналу ЕМОС, підвищення вхідного опору та розв'язки вхідних ланцюгів підсилювача, а також для захисту його та низькочастотної головки від перевантажень. Блок складається з активного фільтра нижніх частот (ФНЧ) третього порядку із частотою зрізу 250 Гц на мікросхемі DA1, емітерного повторювача на транзисторі VT2 та пристрої захисту на транзисторах VT1, VT3, VT4. Останнє затримує підключення роздільного фільтра Z до виходу модуля УНЧ-50-8 на час перехідного процесу при включенні живлення (цим запобігають клацанню гучномовця) і відключає фільтр при появі на виході модуля постійної напруги будь-якої полярності. Час затримки визначається номіналами елементів R13, R14, C8 і становить у разі 1,5 з.
Індикацію рівня вихідного сигналу та регулювання АЧХ гучномовця забезпечує блок U1. Він складається з підсилювача сигналу на транзисторах VT2, VT4, пасивного фільтра з регуляторами рівня середніх (R27) і вищих (R23) частот, підсилювача на транзисторах VT9, VT11, VT13, інтегратора сигналу ЕМОС на мікросхемі DA1 і шести порогових пристроїв. Перше з цих пристроїв (на транзисторах VT1, VT3 і світлодіоді VD1) індикує режим «Перевантаження» (+3 дБ), п'ять наступних рівні вихідного сигналу від 0 до -30 дБ, Світлодіод VD7 - індикатор включення гучномовця в мережу.
Сигнал, що знімається з виходу підсилювача потужності, надходить на трисмуговий розділовий фільтр Z. Його ланка C1L2R1C8 пропускає вищі частоти (5000...20 000 Гц), C2L3C3L4C9R2 - середні (450... 5000 Гц) (30C 30C). ..450 Гц). Датчик ЕМОС BQ1 встановлений на рухомій системі низькочастотної головки ВЗ. Напруга, що з'являється на ньому при роботі гучномовця, посилюється польовим транзистором VI1 через ФНЧ блоку U2 і інтегратор блоку U1 надходить на вхід диференціального каскаду, виконаного на транзисторах VT9, VT11. Електронні пристрої гучномовця живляться через трансформатор Т1. Стабілізована напруга живлення +14 і -14В і не стабілізована напруга +32В забезпечує блок живлення U3, нестабілізована напруга +40 і -40В, а також +38 і -38В - випрямлячі на діодах VD1-VD4 та VD5-VD8 відповідно.
