Акустические системы для ламповых усилителей




Скачать 127.2 Kb.
НазваниеАкустические системы для ламповых усилителей
Дата публикации11.04.2013
Размер127.2 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Информатика > Документы

Акустические системы для ламповых усилителей

Вы, наверное, помните помещенную в номере 4 (33) 2000 статью "Однотактный ламповый усилитель из доступных деталей", в которой мы пообещали опубликовать конструкцию акустической системы, рассчитанной на эксплуатацию с ламповыми усилителями. Изложим вкратце суть дела.

Подавляющее большинство выпускаемых в мире АС рассчитаны на применение с транзисторными усилителями, выходное сопротивление которых, как правило, составляет сотые доли ома. При этом полная добротность системы "усилитель - АС" практически равна собственной добротности АС, так как влиянием на нее усилителя можно пренебречь. Осталось выяснить, какова же должна быть добротность АС. К счастью, ответ на этот вопрос можно найти в любом учебнике по акустике. Не секрет, что оптимальное значение добротности, допустим, фазоинвертора равно 1,0, в то время как для закрытого ящика оно составляет 0,707. Именно эти цифры гарантируют получение максимально плоской амплитудно-частотной характеристики, что является одним из неотъемлемых условий для создания системы, отличающейся высокой верностью звуковоспроизведения. Тем более странно наблюдать, как сплошь и рядом многие фирмы, в том числе и весьма именитые, сознательно иду на увеличение добротности своих систем с целью выжать из них побольше так называемого "баса". Последнее слово мы сознательно берем в кавычки, потому что никогда не видели и не слышали музыкальный инструмент с таким названием и не представляем, откуда он берется на высококачественной записи. Контрабас да, барабан-бочка - конечно, орган - пожалуйста, но что это за зверь такой - бас? ну да бог им судья, этим фирмам. А мы вернемся к нашим баранам, то есть к добротности.

Очень жаль, что в паспорте АС не принято указывать значение добротности основного резонанса, ведь оно может сообщись о качестве звучания нижнего регистра не меньше, чем нижняя граничная частота. Именно добротность определяет поведение АЧХ, а также переходной характеристики АС на низких частотах. Представим себе АС и НЧ-оформлеиии "фазоинвертор" с классическим значением добротности 1.0 (скажем, номинальное сопротивление Z= 8 Ом, омическое сопротивление Re = 6 Ом весьма типичный случай). Пока к ней подключен типичный транзисторный усилитель с глубокой отрицательной обратной связью, за АЧХ системы "усилитель - АС" волноваться не приходится.

Но что произойдет при попытке подключить к такой акустической системе ламповый усилитель без ООС с типичным значением выходного сопротивления 3 Ом? Простейшие расчеты показывают, что полная добротность системы "усилитель - АС" подрастет до 1,5, что автоматически приведет к подъему АЧХ на 3,5 дБ в области частоты настройки фазоинвертора.

Но это еще полбеды. Вместе с АЧХ изменится и переходная характеристика системы, и вместо плотного, быстрого, "сухого" удара в барабан (или шинка струны контрабаса) мы услышим тот самый рыхлый, растянутый во времени, гудящий "бас", за который сторонники ламповых усилителей так нещадно их критикуют, причем, надо отдать должное, критикуют совершенно заслуженно.

Что же делать? Опустить руки, смириться с таким, с позволения сказать, качеством звучания и утешать себя тем, что ну вот такой он, "ламповый бас", ничего, мол, не поделаешь, зато какова середина и проч.? Конечно же, нет. Существует несколько способов решения этой проблемы.

1. Спроектировать и изготовить ламповый усилитель с низким выходным сопротивлением и без ООС, что сделать в принципе возможно, но, к сожалению, крайне сложным и дорогостоящим образом.

2. Внести в свой усилитель небольшую ООС (как правило, хватает глубины в 2-3 дБ, в особо сложных случаях до 6-8 дБ). Правда, при этом вы получаете все минусы и плюсы, связанные с применением ООС (допускаем, что кому-то это смешно, но мы без труда слышим в своем тракте влияние ООС в 0.5 дБ).

^

3. И наконец, для самых отчаянных,- своими руками изготовить АС, специально предназначенную для эксплуатации с ламповыми усилителями без ООС.

Перед любым разработчиком при проектировании АС встает множество вопросов, главные из которых выбор количества частотных полос, типа акустического оформления и, конечно, подходящих динамических головок. Все остальное: схема разделительного фильтра, типы используемых в нем элементов, внутреннее устройство ящика и прочее - является следствием решения этих основных вопросов. Начнем по порядку.

1. Мы решили, что наша система будет двухполосной. Хотя бы потому, что альтернативные варианты, как широко-, так и трех- (и более) полосный, при попытке их качественной реализации, оказываются значительно дороже.

2. Что касается типа акустического оформления, то ни малейших сомнений у нас не было - это будет только закрытый корпус! Почему? Это решение заслуживает отдельного объяснения, которое вскоре последует.

3. Выбирая динамические головки, мы предъявляли к ним следующие требования: высокое качество, но не слишком высокая цена; их технические параметры должны соответствовать выбранному типу акустического оформления; они должны "стыковаться" друг с другом и, разумеется, быть доступными для российского потребителя.

К сожалению, от отечественных головок сразу пришлось отказаться. Не желая обидеть российских производителей, скажем так: пока нам еще не попадались отечественные головки, которые можно было бы сравнить по качеству с продукцией ведущих западных фирм. Из всех имеющихся на питерском рынке импортных динамических головок мы выбрали низко-среднечастотную "CSC176H" датской фирмы " Peerless" и высокочастотную "T27TFFC" норвежской "SEAS". Оба динамика являются одними из лучших в линейке своих фирм и, судя по характеристикам, должны сочетаться друг с другом; стоимость такого комплекта составляет около $150, что показалось нам приемлемым.

Но почему все-таки закрытый ящик? В самом деле, что, кроме фазоинвертора, способно при минимальных затратах (всего лиш стоимость пластмассовой трубы) существенно продлить АЧХ в сторону НЧ, к тому же уменьшив на этих частотах нелинейные искажения? Нам неоднократно приходилось слышать и читать, что "хорошо выполненный фазоинвертор по натуральности баса не уступает скрытому ящику". И до поры до времени мы в это верили, забывая, что в действительности. По законам физики, он обязан уступать во многом, хотя бы в том, что касается переходной характеристики, не говоря уже про разницу в крутизне спада АЧХ.

Но на выставке " Российский HIGH-END 2000" нам довелось услышать, как звучит наш усилитель "Nostalgia" в комплекте с недорогими малогабаритными АС, тоже разработанными в России. Мы сразу обратили внимание на то, что они выполнены как закрытые ящики, но, зная их нижнюю граничную частоту (в районе 70 Гц), не рассчитывали услышать что-либо выдающееся, тем более что рядом терпеливо ожидали своей очереди мощные пассивные сабвуферы (естественно, с фазоинвертором), специально приготовленные для "басовой поддержки" этих, в сущности, сателлитов. Каково же было наше удивление, когда в первые же секунды мы услышали энергичный, плотный. собранный звук с великолепным пространственным разрешением. Пожалуй, раньше нам не доводилось слышать в этом зале такой убедительной стереокартины. И что самое интересное, недостатка в нижнем регистре не ощущалось. В частности, при прослушивании записи ударных инструментов в глубине сцены прямо-таки "нарисовалась" живая ударная установка. Казалось, можно подойти и потрогать каждую тарелку. Мы даже не предполагали, что наш недорогой усилитель способен так звучать... Но вот к комплекту подключили мощные сабвуферы. 25 Гц( -З дБ) - это вам не 70! Сейчас мы услышим настоящий звук! Но что это?' Куда все пропало? Нет, формально все было в порядке, колебания воздушной массы в зале стали ощутимо сильнее. Только вот куда подевалась та самая ударная установка, и что что гудит вместо нее? Да-да, вы угадали! Тот самый привычный аудиофильскому уху "бас". Замена усилителя на существенно более дорогой "Privelege" принципиально ничего не изменила, разве только "бас" стал посолиднее. можно сказать, подороже. И только после нескольких десятков прослушиваний в этом же зале самых разнообразных систем, в том числе и весьма неплохих, стало окончательно ясно, что услышанные нами различия в звучании вызваны отнюдь не плохим качеством сабвуферов (они могли дать фору многим другим на выставке) и не их неправильной расстановкой. Мы наконец догадались, в чем дело. Совершенно верно - в закрытом ящике! грамотно выполненный закрытый ящик, поймет, что это такое, и уже никогда не согласится на его "улучшение" в виде фазоинвертора, акустического лабиринта и еще чего бы то ни было.

В чем же причина такой разительной разницы в звучании? Мы предполагаем, что Собачка Луша порылась тут в переходной характеристике. Быстрый, четкий отклик на ИМПУЛЬС, предшествующий низкочастотному сигналу, характерный для закрытого ящика, похоже, несет в себе больше достоверной информации о музыкальном инструменте, чем растянутый во времени и размазанный в пространстве отклик типичного фазоинвертора.

Почему же весь мир не перешел на закрытые ящики, если они так хороши? Почему подавляющее большинство производителей, с упорством, достойным лучшего применения, продолжает плодить бесконечные версии фазоинверторов? Ответ прост. В одном и том же объеме, от одной и той же динамической головки (читай - за одни и те же деньги) можно получить "баса" на 40 или на 70 Гц. Что проще продать? Угадайте с грех раз.

Да, никто не запрещает сделать закрытый ящик с нижней граничной частотой 20 Гц. Но каких он будет размерив, и какова будет стоимость соответствующей динамической головки? Вопросы, к сожалению, не праздные. Поэтому на практике можно говорить о разумном компромиссе между нижней граничной частотой, с одной стороны, и размерами и стоимостью - с другой.

Вариант закрытого ящика, предлагаемый нами,- это тоже компромисс, вы можете согласиться на него и попробовать повторить нашу конструкцию, во вправе и не согласиться и пойти своим путем. Так мы подошли непосредственно к конструкции АС.

Эскиз корпуса приведен на рис. 1. Все детали изготовлены из МДФ. В последнее время нам неоднократно доводилось читать в различных журналах заявления о необходимости применять "музыкальные" породы дерева для изготовления корпусов АС. И мы с ними полностью согласны: если вы хотите сделать из ваших АС музыкальный инструмент (к тому же уникальный, единственный в своем роде), то именно так и следует поступить. Если же нам вдруг захочется услышать не только голос ваших АС (пусть даже очень приятный), но еще и голос исполнителя, записанный на пластинке или компакт-диске, вам неизбежно придется вспомнить законы физики и начать борьбу с резонансами, вместо того чтобы создавать их своими руками. А для этой цели МДФ подходят как нельзя лучше, и мы ничего нового придумать не смогли.

Корпус был задуман как относительно высокий и узкий, боковые грани передней панели должны быть скруглены. Повышению прочности корпуса способствует внутренняя перегородка. Для увеличения вибростойкости все панели,

^

кроме передней, изнутри оклеены губчатой резиной толщиной 5-6 мм.


Чтобы снизить возможные резонансы на средних и высоких частотах, корпус заполнен специальным звукопоглощающим материалом - сонофилом. Это не единственно возможный выход, в крайнем случае подойдет и поролоновый коврик толщиной 20-30 мм. Передняя панель имеет небольшой наклон, что позволяет решить сразу три задачи: во-первых, расположить акустическую ось (воображаемый перпендикуляр к передней панели, исходящий из середины между центрами динамических головок) на уровне ушей слушателя, сидящего на расстоянии около 2 м; во-вторых, уменьшить стоячие волны хотя бы в одном направлении; в-третьих, частично компенсировать зазор (в горизонтальной плоскости) между центрами излучения головок, приводящий к сдвигу фаз между ними и, соответственно, к искажениям во временной области. Высокочастотная головка смещена от центра корпуса внутрь. Не забудьте, в парной АС она должна быть расположена зеркально. Кроме того, ВЧ-головка утоплена в корпус заподлицо с передней панелью. Для увеличения устойчивости снизу предусмотрена подставка, в которую вкручены четыре шипа (вариант - четыре ножки). Снаружи корпус оклеен дубовым шпоном и залакирован (варианты: оклеен пленкой, пластиком или просто покрашен).

Надеемся, вы нас поймете: все вышеперечисленное предпринято вовсе не для того, чтобы поразить ваше воображение и показать, как мы здорово во всем разбираемся, а только с одной целью - максимально снизить все виды искажений, вызванных взаимодействием головок с корпусом, а также между ними самими. Тем, кто не сможет в домашних условиях выполнить все эти наклоны и закругления, не стоит отказываться от повторения конструкции. Упрощенный вариант - обычный прямоугольный ящик, с не утопленной высокочастотной головкой, будет звучать несколько хуже, но ведь хуже еще не значит плохо. Во всяком случае, преимущества закрытого ящика вы услышите и без всех этих "наворотов".

Динамические головки прикручены к передней панели саморезами 3,5 х 20, обычные шурупы для наших целей не годятся. Очень важно обеспечить герметичность корпуса, без этого разговоры о качестве звучания нижнего регистра останутся лишь разговорами. Обеспечить герметичность поможет обычный силиконовый герметик.

Следующий не менее важный элемент конструкции - разделительный фильтр. Многим (особенно тем, кто этим никогда не занимался) почему-то кажется, что рассчитать фильтр просто, а при помощи компьютера - очень просто. Однако профессиональные разработчики АС тратят на это полгода, а иногда и больше. Даже при наличии дорогостоящего (десятки тысяч долларов) измерительного оборудования и многолетнего опыта работы. Вовсе не претендуя на лавры высококлассных профессионалов в области акустики, заметим по этому поводу, что, например, ошибка в настройке фильтра в 0,3 дБ (которую, кстати, не покажет ни одна измерительная система) способна испортить звучание АС до неузнаваемости, и это при типичной неравномерности АЧХ динамиков в 2-3 дБ! Парадокс, не правда ли?

Предварительный расчет фильтра проводился все-таки при помощи компьютера. Будучи не в состоянии решить за вас ни одной мало-мальски значимой технической проблемы, а тем более подсказать, что заиграет, а что нет, компьютер, тем не менее способен сэкономить немало времени при сложных арифметических расчетах.

Схема разделительного фильтра приведена на рис. 3. Как видите, нам удалось устоять против соблазна применить очень популярные в последние годы простейшие фильтры первого порядка. Несмотря на модный минимализм, а также на прекрасные характеристики, представляемые на бумаге, такие фильтры, при попытке применить их на практике, ставят перед проектировщиком массу разнообразных, зачастую неразрешимых проблем. Не углубляясь в дебри теории, можно сказать, что фильтры первого порядка - это идеальные фильтры для идеальных динамиков, вот только последние почему-то встречаются крайне редко. Часто приводимые в пример "Epos ЕS-14" являются, по всей видимости, уникальным случаем, своего рода шедевром технической мысли, где к тому же использованы специально разработанные именно для этих АС динамические головки. Так стоит ли удивляться, что многочисленные попытки повторить шедевр, прибегнув к другим, не приспособленным для такого применения головкам, сплошь и рядом заканчиваются неудачей.

Номиналы элементов фильтра, полученные при предварительных расчетах, в процессе работы неоднократно корректировались с целью получения минимальной неравномерности АЧХ в области частоты разделения головок. Все измерения проводились в домашних условиях с помощью компьютерной системы "Linear X" и конденсаторного измерительного микрофона той же фирмы.

Окончательная настройка кроссовера проводилась "на слух", с обязательным использованием (в числе прочих) записей классической музыки, в частности оперных арий в исполнении выдающихся певцов прошлого и современности. Ведь именно человеческий голос, тем более доведенный до некоей степени совершенства голос оперного певца, сложнее всего воспроизвести с помощью электронной аппаратуры, и именно голос как ни один музыкальный инструмент позволяет заметить малейшие ее недостатки. Результаты измерений в окончательном варианте приведены на рис. 4 (выходное сопротивление усилителя - 3,6 Ом). Не стоит преувеличивать их информативность, по ним, как правило, можно определить только грубые ошибки. При отсутствии таковых практически нельзя предсказать, "заиграет" ли все это.

^

Какие типы элементов наиболее предпочтительны для использования в разделительных фильтрах? В авторском варианте применены полипропиленовые конденсаторы

>>



Вверх


"Audio Cap MKP QS" немецкой фирмы "Intertechnik" и катушки индуктивности с воздушным сердечником той же фирмы. Не исключено, что конденсаторы "MultiCap" и катушки "Alpha-Core" окажутся лучшим выбором. Из отечественных конденсаторов можно попробовать (с несколько более скромными результатами) К77 или К78. Не советуем даже пробовать К71, К73, К75, К76, МБМ, МБГО. А вот катушки вполне можно намотать самостоятельно, предварительно рассчитав их по "Справочнику радиолюбителя". Единственное требование - провод должен быть диаметром не менее 0,7 мм (еще лучше 1,5 мм). Резисторы металлопленочные, мощностью 5 Вт.

Монтаж фильтра и разводку внутри корпуса следует выполнить хорошим проводом из бес кислородной меди (на ваш вкус). Нам представляется абсурдным использовать для этой цели провод более низкого качества, чем кабели, которыми вы подключаете АС к усилителю, хотя кто-то с этим и не согласится. По ряду причин мы выбрали "Kimber 8TC", но и другие варианты вполне могут оказаться не хуже. Как уже неоднократно писалось, соблюдение правильного направления проводов убережет вас от путаной, размытой стереокартины.

И наконец, припой. Учитывая, что его расход не так уж велик, можно позволить себе WBT" или "Audio Note", хотя неплох и отечественный ПСр4. Нелишне напомнить, что к выводам динамиков провода также стоит припаять.

При желании можно применить и двухпроводное подключение bi-wiring. Потребуются только соответствующие разъемы. Хотя пока никто еще не смог убедить нас, что два раздельных провода для НЧ-и ВЧ- будут обязательно звучать лучше, чем один, но в два раза более дорогой.

Несколько слов о таком немаловажном (и, к сожалению, многими недооцениваемом условии хорошего звучания, как правильная расстановка АС. Подробное освещение всех аспектов этой проблемы требует отдельной статьи, попробуем дать лишь простейшие советы. Мы рекомендуем расположить акустические системы вдоль короткой стены (это касается любых АС), предварительно освободив часть комнаты хотя бы в радиусе 1 метра от каждой системы. Природу не обманешь, и если этого не сделать, то никакие самые совершенные звукопоглощающие материалы, не помогут вам получить достойную стереокартину. Расстояние от АС до задней и боковых стен должно быть не меньше, чем полметра. Удачный, на наш взгляд, вариант расположения приведен на рис. 2. А в общем-то, не пожалейте нескольких часов и попробуйте всевозможные варианты, ведь правильная расстановка АС - это совершенно бесплатное и весьма эффективное средство улучшения качества звучания вашей системы.

Не ожидайте, что, как только вы включите собранные вами АС, свершится чудо. Во-первых, это все-таки не "Wilson Grand Slamm"; во-вторых, будь это даже "Grand Slamm ", они все равно воспроизведут лишь то, что подается на и их с источника и усилителя. И в-третьих, динамическим головкам, как и элементам фильтра, проводам и даже пайкам, требуется некоторое время для приработки, примерно 50-100 часов непрерывной работы, что равносильно 2-4 неделям ежедневных прослушиваний. В течение этого периода вы заметите, что звучание становится мягче, пластичнее, а первоначально присутствовавшая некоторая резкость постепенно уходит. Разумеется, грубые дефекты звучания, вызванные ошибками, допущенными при сборке (скажем, неправильной фазировкой динамиков), вы услышите сразу, и вряд ли они исчезнут сами по себе, без вашего вмешательства.

Напоследок еще раз напомним, что эти АС разработаны специально для работы с усилителями, имеющими высокое (порядка 3-5 Ом) выходное сопротивление. Кстати, это не обязательно должен быть ламповый усилитель. У одного из авторов данные АС работали дома в комплекте с восьмиваттным однотактным транзисторным усилителем без общей ООС. Звучала система совсем неплохо и даже как-то "по-ламповому". В то же время подключение к таким АС усилителя с глубокой ООС (неважно, лампового или транзисторного) обязательно приведет к некоторому спаду на низких частотах. Любителям "громоподобного баса" не стоит беспокоиться, эти АС рассчитаны не для них. А вот владельцы ламповых усилителей, особенно те, для кого качество воспроизведения нижнего регистра значит больше, чем его количество, надеемся, будут приятно удивлены.



Вверх


Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Акустические системы для ламповых усилителей iconРазвитие коллективных антенн на примере Харькова
Потери в (уар) и кабеле не позволяли за питать весь дом (3 -4 подъезда) единым блоком усилителей. Т. е. Кпд системы и ее качество...

Акустические системы для ламповых усилителей iconЛекция 51. Тема лекции: Устойчивость усилителей
Обеспечение устойчивости усилителей (то есть, исключения генерации) является одной из важных задач их проектирования, а трудность...

Акустические системы для ламповых усилителей iconТехнический райдер
Основные акустические системы Electro-Voice, Meyer Sound, eaw, rcf, Dynacord из расчёта 10 Вт на одно посадочное место зала

Акустические системы для ламповых усилителей iconОсновные акустические системы Electro-Voice, eaw, Dynacord, Meyer...
Микшерный пульт min 24 канала, 6 aux, 4 groups (Midas, Allen & Heath, Mackie, Soundcraft)

Акустические системы для ламповых усилителей iconТехнический райдер группы «Благородные кроты»
Портальные акустические системы не менее 3-х полос кроссоверного деления в расчёте не менее 10 Вт на человеко-место (на закрытых...

Акустические системы для ламповых усилителей iconТехнические характеристики
При помощи микшерного пульта можно изменять уровень сигнала каждого источника и его частотную характеристику (независимо от остальных)...

Акустические системы для ламповых усилителей icon32 mono, 2 stereo, 4 groups, 6 aux, 2 stereo returns, L, R, Mono...

Акустические системы для ламповых усилителей iconТвист-пва-4-50 паспорт
Комплект усилителей для четырехканальной передачи видеосигнала черно-белого или цветного изображения и питания видеокамер по витой...

Акустические системы для ламповых усилителей iconПараметры зон, пространств и элементов зданий, сооружений и помещений...
В спортивных залах, предназначенных для этой категории людей, следует предусматривать звукопоглощающие акустические потолки, а на...

Акустические системы для ламповых усилителей iconАкустические резонаторы белорусский государственный университет факультет...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<