Доработка 6АС-2 для работы с нештатным усилителем

Нередко бывает, что срок службы акустических систем (АС) существенно превышает жизнь радиоприёмной или усилительной аппаратуры, укомплектованной внешней АС. Автор предла­гает доработать двухполосную АС средней мощности для рабо­ты с другим промышленным или любительским УМЗЧ.

Каждый громкоговоритель акустиче­ской системы 6АС-2 (фото на рис. 1) для радиол «Мелодия-101 стерео» и их модификации (104, 105), электрофонов «Мелодия-103», выпущенных Рижским радиозаводом им. Попова, состоит из двух динамических головок прямого излучения, установленных в корпусе, изготовленном из клеевой фанеры толщиной 10 мм [1].

Рис. 1

Головки громкого­ворителя смонтированы в корпусе коаксиально относительно друг друга на пластмассовом основании (без перед­ней отражательной доски). Преимущест­ва такого расположения головок — ров­ная, без провалов, диаграмма направ­ленности, чего невозможно добиться с разнесёнными, даже близко располо­женными головками. Но с другой сторо­ны, все конструкции таких громкогово­рителей имеют один общий недостаток — за счёт интерференции звуковых волн, излучаемых одновременно нескольки­ми головками, суммарная АЧХ звуково­го давления в зоне их совместного дей­ствия приобретает ряд локальных пиков и провалов на средних и высоких часто­тах. Для устранения этого явления необходимо повысить крутизну скатов АЧХ разделительных фильтров (что значительно усложняет их конструкцию) или сблизить центры излучения голо­вок. Отсутствие передней отражатель­ной доски влечёт определённые потери из-за дифракции звуковых волн — од­ного из видов искажений, влияющих на качество звучания любой акустической системы. Этот тип искажений про­является в полосе частот 100…800 Гц и представляет собой плавное уменьше­ние акустического давления, создавае­мого акустической системой, ниже оп­ределённой частоты (для 6АС-2 эта рас­чётная частота равна 732 Гц). Реально измеренное значение потерь состав­ляет 3…4 дБ [2].

Для демпфирования подвижной сис­темы НЧ-головки на частотах, близких к частоте её механического резонанса, весь свободный объём ящика акустиче­ской системы 6АС-2 заполнен хлопчато­бумажной ватой. Кроме того, использу­емая в АС головка 10ГД-34 имеет не­большие размеры. Всё это определило низкую чувствительность 6АС-2 и вы­звало в её частотной характеристике спад в области нижних частот (рис. 2).

Рис. 2

Указанные особенности АС скомпен­сированы в АЧХ УЗЧ низкочастотного тракта «Мелодии». Для выравнивания характеристики звукового давления АС усилитель радиолы имеет значительный подъём в области НЧ (на частоте 60 Гц — около 14 дБ). Необходимое же повыше­ние звукового давления обеспечивается ростом выходной мощности УМЗЧ (максимальная выходная мощность радиолы «Мелодия-101 стерео» — око­ло 15…20 Вт).

Из выше изложенного следует, что 6АС-2 и усилитель «Мелодии» спроекти­рованы для совместной работы. Чтобы подключить АС к нештатному источнику сигнала, необходимо её доработать.

Среди недостатков следует отметить также вибрацию стенок корпуса и зна­чительную неравномерность амплитуд­но-частотной характеристики в области средних частот. Последнее обусловлено тем, что низкочастотная головка 10ГД-34, выполняющая также функцию и средне- частотного излучателя, имеет резкий спад АЧХ звукового давления с 4,5 кГц (рис. 3).

Рис. 3

Высокочастотная же головка ЗГД-2 (её АЧХ показана на рис. 4) включена через фильтр первого поряд ка с частотой среза 10 кГц. Выровнять АЧХ звукового давления на средних час­тотах довольно просто — снизить часто­ту среза фильтра. В подобной АС [3] М. Корзинин установил фильтр с часто­той среза 4 кГц. Однако в таком случае частота основного резонанса ВЧ-головки (4,5 кГц) выше частоты среза, что не­желательно. Работающая на частоте ос­новного резонанса головка ЗГД-2 не может обеспечить полноценного качест­венного звучания. К тому же предложен­ный фильтр трудоёмок в изготовлении (намотка двух катушек индуктивности).

Рис. 4

Существует более простой вариант. Для этого разделительный конденсатор для ВЧ-головки устанавливают ёмко­стью 8,8 мкФ (параллельно включённые плёночные конденсаторы: два — по 3,3 мкФ и один — 2,2 мкФ с номиналь­ным напряжением 400 В). Поскольку та­кая доработка вплотную приблизит частоту среза к частоте основного резо­нанса ВЧ-головки, последнюю шунтиру­ют резистором сопротивлением 5,4 Ом. Такой шунт выравнивает частотные ха­рактеристики чувствительности головок, электрическое сопротивление и, самое важное, демпфирует резонансы ВЧ-головки, включая основной [4]. При этом ВЧ-головку подключают в противо- фазе относительно НЧ-головки (рис. 5). В описываемой конструкции примене­ны два последовательно соединённых резистора по 2,7 Ом. Общую ёмкость конденсаторов фильтра рассчитывают с помощью онлайн-калькулятора [5]. При этом учитывается общее сопротивле­ние постоянному току головки 16 Ом и шунтирующего резистора — 5,4 Ом. Таким образом, головка ЗГД-2 будет ра­ботать уже с 4,5 кГц, обеспечивая пол­ноценное звучание АС во всей полосе 34. Следует заметить, что одной из кон­структивных особенностей ЗГД-2 явля­ется наличие шёлкового купольного диффузора, который обеспечивает от­носительно ровную АЧХ звукового дав­ления в полосе 1,5… 18 кГц.

Рис. 5

Для выравнивания звукового давле­ния акустической системы в области НЧ добавляют в АС фазоинвертор (ФИ), следуя примеру И. Смирнова [6]. Автор использовал пластиковую трубу внут­ренним диаметром 50 и длиной 100 мм. Такое решение верно, так как для изго­товления АС с ФИ подходят головки с полной добротностью не более 0,6 (у 10ГД-34 она равна 0,45). Частота на­стройки такого ФИ равна 90 Гц. Такое значение не приемлемо, потому что ре­зонансная частота головки 10ГД-34 в от­крытом пространстве равна 80 Гц, на ко­торую проще всего настраивать ФИ [7], а оптимальная частота его настройки для указанной головки составляет 35 Гц.

Опытным путём мной установлена наилучшая частота настройки ФИ — 55 Гц. Вычисляют размеры порта ФИ с помощью компьютерной программы BassPort. Исходя из полученных расчё­тов, в задней стенке корпуса АС выре­зают отверстие диаметром 35 мм (с центром, отстоящим от боковых по­верхностей корпуса на 50…60 мм) и вклеивают в него отрезок картонной трубки с внутренним диаметром 32 и длиной 130 мм. На задней стенке так­же устанавливают плату размерами 50×50 мм с элементами фильтра, смон­тированными на фольгированной по­верхности печатных проводников. На оставшиеся свободные места наклеи­вают войлок толщиной 10…15 мм или поролон. Наполнитель (хлопчатобумаж­ную вату) удаляют.

Стыки стенок герметизируют, а сами стенки изнутри покрывают самоклеющимся вибропластом толщиной 1,5 мм или линолеумом, а НЧ-головке обес­печивают мягкое крепление (для сниже­ния вибраций стенок корпуса). На зад­ней стенке монтируют четыре резино­вых опоры в форме усечённого конуса с основанием 30 и высотой 15 мм.

После такой нехитрой и простой доработки 6АС-2 объективные показа­тели измерений АЧХ звукового давле­ния (рис. 6) и субъективная экспертиза прослушивания музыкальных программ отмечают значительное улучшение её качества звучания. Для тестирования головок и акустической системы ис­пользованы измерительный микрофон, ПК и программа RightMark Audio Ana­lyzer 6.2.4.

Рис. 6

Два громкоговорителя АС распола­гают, по примеру Р. Кунафина [4], дина­мическими головками вверх. Эксплуа­тация АС допускается с УМЗЧ при вы­ходной мощности до 25 Вт на канал, чего вполне достаточно для озвучива­ния помещения объёмом до 60 м. В качестве послесловия можно доба­вить совет для тех, кто считает перево­рот корпусов полочной АС неуместным.

В этом случае резиновые опоры долж­ны быть, естественно, на нижней по­верхности корпуса. Для преодоления акустического эффекта различной ди­фракции излучения в полосе частот (baffle-step) в схему кроссовера можно добавить LR-цепь, включаемую в раз­рыв провода кроссовера в точке А (см. рис. 5). Эта цепь корректирует подъём прямого излучения частот вы­ше 600 Гц на 6 дБ. Сопротивление кор­ректирующего резистора и индуктив­ность катушки можно подобрать исходя из субъективных впечатлений или ре­зультатов акустических измерений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дерябин В. Транзисторные стереора- диолы первого и высшего классов. — М.: Связь, 1979.
2. Алексеев И. Об искажениях частотных характеристик малогабаритных акустических систем и «глубоких» басах. — Радиохобби, 2000, № 5, с. 59—65.
3. Корзинин М. Пассивный излучатель в громкоговорителях 6АС-2. — Радио, 1984, № 2, с. 41, 42.
4. Кунафин Р. Новое звучание 6АС-2. — Радио, 2000, № 3, с. 14.
5. Расчёт фильтра. — URL: http://www.aie.sp.ru/Calculator_filter.html.
6. Смирнов И. «Мелодия» звучит лучше. — Моделист-конструктор, 1985, № 10, с. 22.
7. Эфрусси М. Громкоговорители и их применение. — М.: Энергия, 1976.

Автор:   А. МАРЧЕНКО, г. Умань Черкасской обл., Украина

Источник: Радио №5,  2015