Рис. 5.66 Фазоинвертор с ПИ

5.5.4. АС на основе полосовых резонаторов (ПР)

Конструкция малогабаритного сабвуфера с оформлением ПР четвертого порядка приведена на рис. 5.69 [12].

В устройстве были использованы две малогабаритные отечественные ГГ 25ГДН-3 диаметром 12,5 см. Типичные параметры ГГ 25ГДН-3 следующие:

fф = 55 Гц; DТ = 6 см; LT = 22 см. Корпус сабвуфера изготовлен из MDF плиты

толщиной 16 мм и усилен стяжками, объемы камер частично заполнены звукопоглощающим материалом.

159

Рис. 5.69. Сабвуфер на основе ПР четвертого порядка

Каждая ГГ выведена на свои разъемы на клемнике «bi-wireing», поэтому устройство может быть использовано при 2-х канальном воспроизведении. Частотная зависимость |Z| при последовательном включении ГГ показана на рис. 5.70 и демонстрирует правильность расчета и настройки ПР.

Рис. 5.70. Частотная зависимость ПР четвертого порядка на основе

2-х ГГ 25ГДН-3

Сравнительное прослушивание с низкочастотным устройством на основе профессиональной ГГ «Big» диаметром 31,5 см в оформлении фазоинвертор объемом 60 дм3 показало сравнимые результаты.

Небольшие размеры сабвуфера, напоминающего «дипломат» (ручку можно приделать), позволяют без проблем разместить его в салоне автомобиля и не тратить киловатты на возбуждение железа багажника и кузова. Размеры можно уменьшить, используя сдваивание 4-х ГГ 25ГДН-3 (или других), при этом чувствительность упадет, но в 2 раза возрастет мощность. Подобное устройство мы сейчас и рассмотрим.

160

На рис. 5.71 показана конструкция ПР четвертого порядка на сдвоенных ГГ 75ГДН-1-4, включаемых в противофазе (п. 5.5.2).

Рис. 5.71. Сабвуфер на основе ПР четвертого порядка со сдвоенными

75ГДН-1-4

Частота настройки фазоинвертора fф = 42 Гц, диаметр трубы DТ = 9 см, длина

L = 31 см, вместо трубы можно установить ПИ. Каждая ГГ подключена к собственному разъему. Корпус изготовлен из MDF-плиты толщиной 18 мм и усилен ребрами жесткости.

Конструкция автомобильного сабвуфера на основе ПР 6-го порядка с ПИ

представлена на рис. 5.74.

В сабвуфере использована ГГ «Peerless» 830515 NEW. Объ мы передней и задней камер= 32равны, 28 дм=358и заполнены. звукопоглатителем, частоты настройки ПИ: ПИ Гц ПИ Гц

Рис. 5.72. Сабвуфер на основе ПР 6-го порядка с ПИ

161

ПИ диаметром 25 см изготавливаются из алюминиевого сплава толщиной

1,5 мм. Гибкости подвесов ПИ: СПИ1 =16 10−5 м/н, СПИ2 = 4 10−5 м/н. На нужную частоту ПИ настраиваются с помощью дополнительных грузов. Корпус изго-

тавливается из MDF-плиты толщиной 22 мм, усиливаются ребрами жесткости, покрывается влагозащитным лаком и обтягиваются декоративным звукопоглощающим материалом — «карпетом».

5.5.5. АС на основе акустической трансмиссионной линии (ТЛ) (акустического лабиринта (АЛ))

ТЛ (АЛ), не понятно почему, являются на сегодняшний день малораспространенными акустическими оформлениями. И хотя существуют определенные вопросы при их проектировании (п. 5.3.6), расчет и изготовление ТЛ, ненамного сложнее, например, закрытого ящика. Иногда высказываются мнения об «английском» звуке ТЛ, может быть потому, что их выпускают британские фирмы. Это не так, поскольку звук интернационален, а вот лад и гармония национальны. Вспоминаются легендарные времена до изобретения 100АС и S-90, когда говорили о специфике «японского» слуха, имея в виду звучание японских

изделий с НЧ ГГ диаметром 40 см в объеме 50–60 , не смотря на выда ю- щиеся СЧ и ВЧ излучатели.

Итак, рассмотрим разработанные АС с оформлением АЛ на основе ГГ

«Vifa» (рис. 5.73 и 5.74) [13].

162

Параметры ГГ и схема фильтров АС приведены в п. 5.4. Длина ТЛ — 1.95 м, площадь сечения — 160 см2 ; площадь выходного отверстия — 250 см2 . Частотная зависимость |Z| АС показана на рис. 5.75.

Рис. 5.75. Частотная зависимость |Z| АС типа «АЛ»

Первый провал на частоте f = 37 Гц соответствует частоте настройки АЛ, при более высоких частотах на зависимости |Z|=F(f) наблюдаются ряд провалов на частотах 110, 170 и 260 Гц и пиков при 133 и 195 Гц, по всей видимости, соответствующих резонансам и антирезонансам трубы. В этом и заключается главная проблема АЛ, следовательно, количество звукопоглотителя надо увеличивать, одновременно уменьшая отдачу на основном резонансе. По-моему, в «Аудиомагазине» была статья о сильных АЛ какой-то немецкой фирмы, применяющей селективный звукопоглотитель, подавляющий ненужные резонансы и почти не затрагивающий основной — это интересно.

На основе этих же ГГ были собраны полочные АС с АЛ, их конструкция представлена на рис. 5.76 [22].

Рис. 5.76. Схема малогабаритных АС на основе акустического лабиринта

163

Длина сложенной трубы — 1,75 м, площадь поперечного сечения выбрана равной эффективной площади диффузора НЧ-СЧ ГГ S = Sд = 140 . Внут-

ренние стенки АС покрыты звукопоглощающим материалом. Корпус АС выполнен из MDF-плиты, толщиной 18 мм (материала с высоким декрементом затухания), перегородки, формирующие лабиринт, из того же материала толщиной 12 мм. Для согласования механического сопротивления подвижной системы НЧ-СЧ ГГ и входного сопротивления трубы лабиринта использована, так называемая, «предрупорная камера» подобно рупорным системам [18]. На задней стенке корпуса АС расположена крышка с установленными на ней специальными клеммами, позволяющими подключать акустические кабели большого сечения. На этой крышке смонтированы разделительные фильтры. Корпус АС отделан шпоном ценных пород дерева. Съемная декоративная рамка, предохраняющая ГГ, обтянута специальной тканью, обладающей высокой акустической прозрачностью. Схема разделительных фильтров почти такая же как и в напольном варианте, рассмотренном выше, использованы конденсаторы «Audyn Cap» и катушки индуктивности с проводом диаметром 1,0 и 0,4 мм. Частотная зависимость модуля полного сопротивления |Z| АС приведена на рис. 5.77.

Рис. 5.77. Частотная зависимость |Z| малогабаритных АЛ

Как следует из этой зависимости АЛ настроен на 42 Гц, паразитных резонансов меньше, их интенсивность ниже, чем в предыдущем случае, что, по всей видимости, связано с более плотным заполнением АЛ звукопоглотителем.

Разработанные малогабаритные двухполосные АС типа «акустический лабиринт» демонстрируют весьма высокие характеристики и хорошее качество звучания в своей категории. Судя по результатам измерений, частотная характеристика модуля полного сопротивления отличается высокой стабильностью во всем диапазоне воспроизводимых частот. Это значительно упрощает подбор усилителя низкой частоты. АС успешно работали с транзисторными и ламповыми усилителями, в том числе однотактными, работающими в классе А и обладающими невысокой выходной мощностью (5–6 Вт).

164

Сравнительный анализ характеристик и тестового прослушивания промышленных напольных трехполосных АС с диаметром НЧ ГГ 20–25 см и объемом 50–60 дм3 (соответственно другой ценой категории) с разработанными АС показывает конкурентоспособность последних. Таким образом, АС на основе акустического лабиринта является весьма перспективным.

На разработку следующих АС с лабиринтом подвигло прослушивание и изучение АС AZ-TWO одной из ведущих фирм Hi-End – индустрии «Audio Note».

Конструкции и внешний вид AZ-TWO и разработанных АС приведены на рис. 5.78–5.81.

AZ-TWO

165

На шильдике AZ-TWO написано: «Quasi Quarter — wave Rear loaded horn» — «Четверть волновой обратный квазирупор» — совершенно не похоже. Длина АЛ у AZ-TWO составляет 1,8 м, в начале труба имеет сечение 150 см2 , потом резко возрастает до 220 см2 , в месте перегиба — 237 см2 и на последнем этапе очень резко возрастает до 300 , и площадь выходного отверстия — 320 см2 . В разработанных АС один излом перегородки позволяет сформировать предрупорную камеру, избежать резкого изменения сечения лабиринта, что недопустимо из-за возникновения отраженных волн и турбулентностей, обеспечить плавное увеличение сечения и эффективный вывод акустической энергии («Quasihorn»). Длина АЛ в этом случае составляет 2 м, сечение на входе АЛ —

165см2 и 520 см2 на выходе.

ВАС AZ-TWO установлены очень хорошие излучатели фирмы «Seas» (Норвегия) и «Vifa» (Дания). Основные параметры НЧ ГГ «Seas»

A21FE/BH566: диаметр — 21 см; f0 = 31 Гц; Qn = 0,38; Rном = 4 Ом; Vэ = 70 дм3 ;

уровень характеристической чувствительности — 91 дБ.

В разработанных АС использованы доработанные НЧ ГГ из слабеньких дешевых японских АС «JVC» S-55M и маленькие диффузорные ВЧ излучатели «Sony» 243FB из музыкального центра, установленные коаксиально с НЧ ГГ. Параметры НЧ ГГ «JVC»: диаметр — 20 см; Rном = 8 Ом; f0 = 34 Гц; Qn = 0,58; Vэ = 80 ; уровень характеристической чувствительности — 87 дБ.

Схемы разделительных фильтров и частотные зависимости |Z| AZ-TWO и разработанных АС представлены на рис. 5.82–5.85.

В фильтрах AZ-TWO использованы неизвестные нам конденсаторы «Elytone» и «Bennic». В разработанных АС — конденсаторы «Solen» и катушки индуктивности с проводом 1,0 и 0,5 мм, фильтры смонтированы непосредственно на клемнике «bi-wireing».

166

Из анализа частотных зависимостей |Z| следует, что частота настройки АЛ AZ-TWO составляет 38 Гц, а не 31 Гц, поскольку расчетная длина трубы с учетом коэффициента укорочения должна быть не менее 2,3 – 2,4 м. В разработанных АС эта частота равна 34 Гц, что очень близко к расчетной.

Дальнейший сравнительный анализ частотных зависимостей |Z| показывает, что в разработанных АС паразитные резонансы подавлены лучше, второй пик вообще отсутствует, в том числе, из-за звукопоглощающего материала, которым покрыты стенки лабиринта. Частотная зависимость |Z| стабильна, во всем исследованном диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц |Z| меняется от 8 до 13 Ом, что очень хорошо для согласования с усилителем (у AZ-TWO этот параметр меняется от 4 до 30 Ом). Сравнительное прослушивание показало лучшее звучание разработанных АС почти на всех фонограммах, особенно с маломощным ламповым усилителем. Отмечена гулкость звучания AZ-TWO, обусловленная на наш взгляд, не совсем корректной конструкцией и настройкой лабиринта, тонкими стенками корпуса, недостаточным количеством звукопоглотителя. Корпус разработанных АС изготовлен из MDF-плиты (материала с высоким декрементом затухания) толщиной 22 мм и усилен ребрами жесткости.

Рис. 5.84. Частотная зависимость |Z| АС AZ-TWO

Рис. 5.85. Частотная зависимость |Z| разработанных АС

167

Высокий пик на зависимости |Z|=F(f) (AZ-TWO) (|Z| = 30 Ом на f = 1,5

кГц), как нам представляется, связан с не совсем удачным выбором частоты раздела и схемы фильтров. К достоинствам «Audio Note» следует отнести высокую мощность и уровень характеристической чувствительности, обусловленные применением очень сильных ГГ.

Для подавления резонансов в АЛ на частотах 43cL,45Lc и т.д. были исполь-

зованы два лабиринта, настроенные на разные частоты таким образом, чтобы резонансы одного примерно совпадали с антирезонансами другого. Конструкция и внешний вид разработанных АС с двумя АЛ представлены на рис. 5.86

и 5.87.

Выход первого, более высокочастотного лабиринта направлен вниз, он имеет длину 1,2 м, площадь входа — 75 см2 , выхода — 150 см2 и настроен на частоту 62 Гц. В этом лабиринте установлена ГГ «Marshall» RW50145B с параметрами: диаметр — 13 см; Rном = 8 Ом; f0 = 63 Гц; Qn = 0,52; Vэ = 6 дм3 ; уровень характеристической чувствительности 86 дБ. Второй лабиринт имеет выход, направленный в бок, его длина 1,75 м; площадь входа и выхода такие же как у первого лабиринта, частота настройки 40 Гц. В нем использована ГГ «Mission» с параметрами: диаметр — 13 см; Rном = 4 Ом; f0 = 42 Гц; Qn = 0,42; Vэ = 14 дм3 ; уровень характеристической чувствительности – 87 дБ. Между НЧ ГГ расположена ВЧ ГГ «Vifa» D19SD05 с параметрами, приведенными выше. Схема разделительных фильтров и частотные зависимости |Z| приведены на рис. 5.88–5.91.

168

Как видно, решение оправдано — резонансов нет. Корпус АС изготовлен из MDF-плиты толщиной 16 мм, между перегородками передними и задними стенками установлены стяжки, в лабиринтах размещен звукопоглотитель. Корпуса выполнены симметрично, поверхность покрыта шпоном ценных пород дерева, выход бокового лабиринта и ГГ закрыты декоративными решетками и съемными грилями. В фильтрах использовались конденсаторы «Audine Cap», в катушках — медный провод диаметром 1,0 и 0,4 мм.

Рис. 5.88. Схема разделительных фильтров АС с двумя лабиринтами

169

Рис. 5.91. Частотная зависимость |Z| АС с двумя лабиринтами

Еще одна конструкция с двумя лабиринтами представлена на рис. 5.92.

Вэтом проекте второй лабиринт использован для СЧ ГГ, поскольку, учитывая достоинства этого оформления (п. 5.3.6), его применение в «midbass» и среднечастотной области вполне оправдано.

ВАС использованы НЧ ГГ из эстрадных АС « Венец» наверняка не штатные, поскольку достались от радиолюбителей, СЧ ГГ — доработанные 25ГДШ9Д, ВЧ — доработанная рупорная ГГ «Unitra». НЧ ГГ диаметром 31,5 см, с жестким бумажным гофрированным диффузором и кольцевыми ребрами жесткости, грамотным подвесом и мощной магнитной системой, защищенной резино-

вым покрытием. Параметры НЧ ГГ: Rном = 8 Ом; f0 = 42 Гц; Qn = 0,48; Vэ = 200 дм3 . ВЧ ГГ « Unitra»: Rном = 12 Ом; f0 = 2 кГц. Длина НЧ лабиринта — 1,85 м, площадь сечения — 480 см2 ; площадь рупорообразного выхода — 1200 см2 , частота настройки 40 Гц. Длина СЧ лабиринта — 90 см, площадь сечения — 180 см2 , частота настройки — 85 Гц. Схема фильтров и частотные зависимости

|Z| приведены на рис. 5.93–5.96.

170

Рис. 5.96. Частотная зависимость |Z| АС с СЧ лабиринтом

Корпус АС изготовлен из MDF-плиты толщиной 16 мм, усилен стяжками, заполнен звукопоглотителем и отделан шпоном ценных пород дерева. В фильтрах использованы конденсаторы «Jantzen» и «МРТ», катушки намотаны медным проводом 1,2, 1,0 и 0,6 мм, фильтры смонтированы на клемнике «bi wireing».

Мощность этих АС точно не известна, но вполне достаточна для помещения площадью 30–40 м2 при проведении дискотек. Поскольку перемещать эти АС по комнате при мытье полов и пылесосеньи невозможно, они установлены на колесики, они же шипы, поскольку касаются поверхности в одной точке.

И, наконец, Вашему вниманию предлагаются АС, по меткому определе-

нию П. Квоуртропа, типа «Quasi Quarter wave Rear loaded horn». Мы бы назва-

ли эту конструкцию так: «Четвертьволновая сложенная трансмиссионная линия, раскрывающаяся по экспоненте» — научно и, главное, сложно и красиво.

Предполагалось обсудить ее в следующем, «рупором» разделе, но рассмотрим ее здесь. Конструкция и внешний вид АС представлены на рис. 5.97 и 5.98.

171

При разработке этих АС использовались два подхода: первый, основанный на расчете классической ТЛ (п. 5.3.6) и второй, используется при расчете экспоненциальных рупопров (п. 5.3.7). В АС использованы НЧ-СЧ ГГ B&W FL ZZ12874 с кевларовым диффузором, доработанные изодинамические излучатели 25ГДВ-1 с Rном = 8 Ом, закрытые сзади [21]. Длина лабиринта L = 1,74 м;

фильтров и частотная зависимость |Z| показаны на рис. 5.99 и 5.100.

Частота раздела меньше 2 кГц, что позволило вовремя расстаться с «кевларовыми призвуками». В фильтрах использовались конденсаторы «Audyn Cap», катушки индуктивности без сердечников, намотаны медным проводом

1,2 и 0,6 мм.

Рис. 5.99. Схема разделительных фильтров

172

Рис. 5.100. Частотная зависимость |Z| АС

Как видно из графика, частота настройки трубы АС — 46 Гц. Корпус АС выполнен из MDF-плиты толщиной 16 мм, усилен ребрами жесткости и заполнен звукопоглотителем.

В заключение обратим внимание, особенно радиолюбителей, на следую-

щие обстоятельства. В большинстве случаев, объем корпусов отечественных АС (за редким исключением малогабаритных АС типа «S-30»), да и некоторых импортных, значительно меньше необходимого. В случае фазоинверторов, их частоты настройки также отличаются от расчетных, параметры использованных ГГ не соответствуют оформлениям и оставляют желать лучшего. Поэтому, зачастую в этих корпусах, вскрыв дно или заднюю (редко переднюю) стенки, можно разместить вполне разумный и грамотный лабиринт. Варианты таких лабиринтов приведены на рис. 5.101 и 5.102.

Вариант на рис. 5.101 можно использовать, например в «S-90» и модификациях, варианты рис. 5.102 а и б — в высоких АС в зависимости от расположения НЧ ГГ, кстати перегородку можно изогнуть или наклонить (рис. 5.81). Вариант на рис. 5.104 в можно применить в широких достаточно высоких и глубоких АС, например, в металлодиффузорной серии 100АС-063, 50АС-061-1 (М), 75АС-063 и др. В АС «Эстония» 35АС-021 (рис. 5.101) был сформирован АЛ, штатная, условно СЧ-ГГ, была заменена доработанной 6ГДШ-5, помещен-

|Z| представлены на рис. 5.103 и 5.104.

173

Рис. 5.101. Лабиринт на основе АС «Эстония» 35АС-021

В фильтрах применяются конденсаторы К-78 и «МТР», катушки индуктивности без сердечников с медным проводом 1,2 и 0,6 мм, частоты раздела 400 Гц и 2,5 кГц.

174