В современных наушниках есть все, что может потребоваться любителю качественного звука. Но нет одного — души. Многие аудиофилы согласятся, что теплый аналоговый звук намного лучше современной «цифры». Но ведь такой звук делает не только соответствующий усилитель, но и аутентичные наушники. Некоторые меломаны считают, что лучше советских наушников (да и вообще, аудиоаппаратуры) на свете ничего нет. Как ни странно, но таких людей довольно много. И все они до сих пор с удовольствием используют усилители «Вега» (или «Амфитон»), колонки «Радиотехника» и наушники ТДС-3. О последних, кстати, стоит рассказать отдельно. Ибо они символизируют собой целую эпоху. Начнем с общего описания модели и немного коснемся ее истории.
Общее описание наушников
Наушники ТДС-3 были впервые выпущены в 1984 году легендарным советским концерном «Электроника». На тот момент они были прорывом в области советской звуковой индустрии. И это не удивительно, так как технические характеристики (да и сам дизайн) были нагло скопированы у аналогичных головных телефонов производства Yamaha. В принципе, в СССР это было обычной практикой. И никто этого не скрывал. Тем не менее, ТДС-3 хорошо продавались (вероятно, из-за полного отсутствия альтернативы) и обладали неплохим звуком. Сегодня наушники такого плана выглядят не очень привлекательно. Но только не для тех, кто обожает винтаж. Стоит отметить, что ТДС-3 являются самым продаваемым лотом на современных отечественных барахолках. Аудиофилы верят, что смогут с их помощью добиться того самого, «легендарного» звука. Это возможно. Но только если использовать старый виниловый проигрыватель и изрядно поцарапанные пластинки. Однако мы увлеклись. Переходим к обзору винтажных наушников 1984 года.
Электроника ТДК-3
0
Немного экзотики в нашей подборке, а именно – редкая модель квадрофонических наушников “ТДК-3 Квадра”, которая производилась в СССР с 1979 года. Сегодня мы уже хорошо знакомы с современными форматами объёмного звука, но в далёкие 70-е годы квадрофония была в новинку и обещала стать интересной технологией, хотя и не смогла завоевать в те времена большую популярность. Судя по всему, мода на квадрофонию в СССР закончилась, так и не успев начаться, однако наушники ТДК-3 можно считать одной из самых любопытных моделей, которые производились в советское время. При разработке этих наушников за основу были взяты квадрофонические модели, которые выпускались в то время в Японии: Fisher DR-147Q и Panasonic EAH-41. В конструкции ТДК-3 использовались 4 динамических излучателя 0.25ГД-10, которые обеспечивали интересное объёмное звучание. В комплект поставки также входил специальный переходник, который подсоединялся к штекеру наушников и позволял слушать не только квадрофонические, но также стерео и моно записи. Пожалуй, главным недостатком этой модели была эргономика, а именно вес наушников, который составлял ни много ни мало 800 граммов! Вероятно, ТДК-3 могли бы стать популярными даже при отсутствии в продаже специальных проигрывателей и квадрофонических записей, так как наушники можно было использовать и для прослушивания в стерео, однако чрезмерно большой вес (как и у японских аналогов) сводил на нет преимущества этой модели. После выхода ТДК-3 в 1979 году, заметного роста интереса к квадрофонии не последовало, и первые партии этих наушников были не без труда распроданы в советских магазинах.
Внешний вид и дизайн
Советские наушники ТДС-3 обладают выдающимся дизайном. По крайней мере, он был таким на момент их выпуска. Продолговатые чашки, толстый пластик, никаких намеков на открытую конструкцию. Амбушюры выполнены из мягкого и упругого материала, покрытого искусственной кожей (или чем-то похожим на нее). Цвет головных телефонов мог быть самым разным: от бледно-зеленого до красного. Были также и черные модели. Но больше всего было желтых. Держатель телефонов был выполнен из металла, но был покрыт искусственной кожей. Внутри этой самой кожи располагался полукруглый перфорированный материал, который придавал мягкость. Благодаря этому можно было долго носить наушники и не бояться, что будет болеть голова. А теперь можно переходить к техническим характеристикам наушников ТДС-3. Они довольно интересны, так как могут дать понятие о качественном звуке прошлого.
Основные технические характеристики
Советские наушники ТДС-3, характеристики которых мы сейчас рассматриваем, в свое время относились к аудиотехнике разряда Hi-Fi. А значит, должны были иметь приличные параметры. И это почти так. За одним небольшим исключением: в ТДС-3 оригинальной конструкции были установлены простые бумажные динамики, которые априори не могли создать качественный звук. Тем не менее как-то этим головным телефонам удавалось достойно звучать. Вероятно, все дело в характеристиках. Диапазон воспроизводимых частот составляет 20 — 20 000 Гц. Это превосходный результат. Далеко не все современные наушники могут таким похвастаться. Номинальное сопротивление составляет всего 8 Ом. Это говорит о том, что данные наушники может раскачать даже ноутбук. Без всякого усилителя. Правда, звук от встроенной видеокарты будет никакой. Номинальная мощность обоих динамиков — 1 мВт. Это нереально много для наушников. Таковы основные технические характеристики наушников ТДС-3. Теперь можно перейти к описанию качества звука.
ТДС-5
0
Наушники ТДС-5 появились в продаже в начале 80-х годов, и несмотря на то, что они были практически полной копией японских Yamaha HP-1, это весьма любопытная и заслуживающая внимания модель. ТДС-5 оснащались чашами полуоткрытого типа, которые сочетали преимущества открытого и закрытого акустического оформления, а ортодинамические излучатели с мембранами из полиэфирной плёнки позволяли достичь сбалансированного звучания в широком диапазоне частот. Сопротивление наушников составляло 100 Ом, номинальная мощность 3 мВт, максимальная – 100 мВт. Что касается внешнего вида ТДС-5, то здесь (с учётом того, что наушники были практически полностью скопированы) отличился знаменитый итальянский дизайнер Марио Беллини, который сотрудничал с компанией Yamaha и активно участвовал в проектировании тех самых наушников HP-1. Ему удалось создать действительно интересное устройство, с выдающейся по меркам тех лет эргономикой. Во многом благодаря удачному дизайну, Yamaha HP-1, а затем и ТДС-5 пользовались в своё время большим спросом. Наушники ТДС-5 отличались достаточно ровной АЧХ и естественным звучанием без явно заметной окраски, что было хорошим качеством не только для прослушивания музыки в своё удовольствие, но и для профессионального мониторинга. С 1987 года в СССР выпускалась усовершенствованная модель – ТДС-5М, у которой незначительно отличались характеристики, а вместо штекера СШ-5 присутствовал более актуальный Jack 6,3 мм.
Качество звука
Итак, перейдем к самому интересному — качеству звука, которое обеспечивают данные головные телефоны. Не сказать, чтобы все было шикарно. Бумажные динамики ожидаемо портят всю картину. При воспроизведении любых жанров музыки заметен острый недостаток низких и высоких частот. Хорошо выделяются только средние. Все это делает звук плоским и неживым. Единственное, что можно прослушивать при помощи этих наушников, — аудиокниги. Хотя и там они не осилят полную звуковую окраску голоса чтеца. В общем и целом, звук некачественный. Однако это только начало. После вскрытия наушников было замечено, что заводские провода (тонкие и крайне некачественные) почти полностью сгнили. Было принято решение заменить их на новые. Были установлены качественные современные провода. И тут наушники зазвучали! Появилась глубина, требуемый бас и отличные высокие частоты. Все, что требовалось, — поменять проводку. В общем, ТДС-3, характеристики которых были разобраны чуть выше, оказались не так просты и смогли-таки выдать качественный звук.
Ламповый усилитель встроен в наушники ТДС-2
Следует отметить, что практически все обладатели различных типов головных телефонов тех времён так или иначе, по меньшей мере, однажды проводили их доработку. На этот раз было принято решение изготовить активные стереотелефоны с приёмным Bluetooth- модулем и УЗЧ с выходными каскадами на миниатюрных стержневых лампах.
Номинальная выходная мощность такого УЗЧ — 2×10 мВт, измерение проводились ваттметром приобретенном в магазине электротоваров. Эффективный рабочий диапазон частот по звуковому давлению — 63… 16000 Гц (оценивался на слух без заметного спада уровня сигнала). В УЗЧ применены лампы 1Ж29Б-В, работающие в режиме класса А. Эти лампы обладают рядом преимуществ, а потому, равно как и другие стержневые лампы с напряжением накала 1,2/2,4 В советского производства [3, 4], пользуются заслуженной популярностью, в частности, у немецких радиолюбителей [5—7].
Во-первых, это малый ток накала (66 мА для 1Ж29Б-В), что очень важно в нашем случае с точки зрения автономного питания. Во-вторых, точка перегиба анодной ВАХ у большинства стержневых ламп лежит в интервале 15…20 В. Поэтому при малом анодном напряжении они обеспечивают удовлетворительную линейность и высокий КПД в усилителях мощности.
В-третьих, при малых значениях рабочего тока анода (единицы миллиампер) практически не проявляется эффект подмагничивания магнитопровода выходного трансформатора и повышается экономичность каскада. В-четвёртых, оптимальное положение рабочей точки устанавливается автоматически за счёт постоянного напряжения накала на катоде.
При этом для большинства типов таких ламп не требуется подача дополнительного смещения на управляющую сетку. И, наконец, рабочая температура баллона лампы 1Ж29Б-В не превышает +40 °С, что позволяет разместить их непосредственно в корпусе головных телефонов без принятия специальных мер по отводу тепла и монтажу.
Современный уровень развития преобразователей напряжения позволяет получить напряжение 24…27 В и более при их питании от источников постоянного напряжения 3…5 В. Напряжение 24…27 В является достаточным для нормальной работы некоторых типов ламп, обеспечивает достаточную линейность каскада и в то же время ограничивает максимальную выходную мощность и, следовательно, звуковое давление на уровне, рекомендованном САНПиН при прослушивании музыкальных произведений [8].
Таким образом, появляется возможность использовать для питания устройства распространённые Li-ion аккумуляторы с номинальным напряжением 3,7 В типоразмера 18650. Схема устройства показана на рис. 1. Выходные каскады собраны по типовой схеме на лампах VL1, VL2 в пентодном включении. Резисторы в цепях экранирующих сеток имеют значительно меньшее, по сравнению с типовым, сопротивление, что обусловлено пониженным анодным напряжением.
В качестве выходных трансформаторов использованы понижающие трансформаторы для блоков питания на Ш-образных магнитопроводах. Такое решение обусловлено следующими соображениями. Поскольку выходной каскад работает в режиме класса А, а из-за малой мощности исключена возможность насыщения магнитопровода, секционирования обмоток не требуется. Подмагничивание постоянным током практически отсутствует, поэтому можно применить магнитопровод без зазора.
Также удовлетворяется стремление к максимальному сокращению материальных и временных затрат. Первой особенностью УЗЧ является схема включения накала ламп. По постоянному току половины нити накала каждой лампы соединены параллельно, с подачей напряжения накала 1,2 В на “среднюю” точку (вывод 1) относительно “внешних” выводов 4 и 6.
Это, как уже было отмечено, задаёт рабочий режим лампы. А цепи накала первой и второй ламп по отношению к источнику питания включены уже последовательно. Благодаря этому становится возможным сохранить ток накала 66 мА, вдвое повысив напряжение источника питания накала до 2,4 В. По переменному току катод лампы VL1 подключён к общему проводу через конденсатор С5.
Его ёмкость должна быть достаточно большой для обеспечения равномерной АЧХ в области НЧ. Резистор Я. может понадобиться для выравнивания токов каскадов путём небольшой коррекции напряжения накала одной из ламп. Сигналы ЗЧ поступают на управляющие сетки ламп VL1 и VL2 через конденсаторы С3 и С6 от Bluetooth-модуля A3. Этот модуль может быть любым с выходным напряжением 34 200 мВ и подходящими габаритами, позволяющими разместить его в корпусе устройства.
Большинство таких модулей этим условиям соответствуют. Однако следует иметь в виду, что, как правило, они обладают повышенным уровнем помех и паразитных излучений, и радиолюбители часто сталкиваются с проблемой согласования их с внешними УМЗЧ. Это проявляется в виде постоянного “зуда” и других посторонних звуков ненормированной интенсивности, хорошо слышимых в паузах между фонограммами.
Единственной действенной мерой является питание Bluetooth-модуля A3 от отдельного источника питания в сочетании с ВЧ-фильтром на дросселе, две обмотки которого включают в разрыв сигнальных цепей, а третья — между общими проводами УЗЧ и модуля. Сигнал ВЧ-помехи с выхода Bluetooth-модуля A3 при этом эффективно подавляется. так как поступает на обмотки дросселя в противофазе.
Реализация этого способа является второй особенностью устройства. На схеме это дроссель L1, имеющий три обмотки (одна — в цепи общего провода. две — сигнальные для каждого канала). В авторском варианте применен Bluetooth-модуль (9), совмещенный на одной плате с интегральным УЗЧ класса D на микросхеме РАМ8403 (10]. Сигналы левого (L) и правого (R) каналов снимают подключением соответственно к выводам 7 и 10 этой микросхемы.
Функция УМЗЧ сохранена, и его мощные выходы выведены на дополнительные внешние разъемы, установленные на корпусе устройства (на схеме не показаны, так как в общем случае их наличие не обязательно). Таким образом, данное устройство может быть использовано так же, как компактный усилитель класса D с выходной мощностью 3 Вт на канал. Для этого на корпусе установлены гнезда (на схеме не показаны).
Заметим, что применение некачественного приёмника может сделать проблему повышенного уровня помех неразрешимой. В этом случае имеет смысл вспомнить про старый добрый способ беспроводной передачи звука с высоким качеством посредством УКВ-радиоканала Такой способ можно реализовать с помощью миниатюрного УКВ-стереоприемника, размещенного в корпусе телефонов, и УКВ-передатчика, например, описанного в [11].
Стоимость комплектующих сравнима для обоих случаев, но удобство пользования и универсальность способа с УКВ-каналом несколько ниже. С другой стороны, появляется возможность прослушивания радиопередач. Питание ламповых каскадов осуществляется от аккумулятора G2. В качестве источника анодного напряжения используется преобразователь напряжения А4 (12] или аналогичный с выходным напряжением 27±3 В. Ток каждого анода лампы — 1.1 ±0.1 мА.
Для питания цепей накала служит простой стабилизатор напряжения на транзисторе VT1. В качестве источника образцового напряжения используется светодиод HL1 синего свечения с прямым падением напряжения 2,8 В, одновременно выполняющий роль индикатора питания. С эмиттера VT1 напряжение 2.4 В поступает на цепь накала ламп. Конденсатор С5 служит для исключения бросков тока накала при включении.
Bluetooth-модуль А4 питается от отдельного аккумулятора G1 типоразмера 16340 меньших габаритов и емкости. При этом оба аккумулятора снабжены отдельными выключателями питания SA1 и SA2, что дает возможность использовать встроенный в Bluetooth – модуль УЗЧ без включения лампового усилителя.
Ещё одной полезной функцией Bluetooth-модуля A3 является контроль напряжения аккумулятора G1. При его понижении ниже предельного уровня периодически формируется характерный предупреждающий сигнал. Степень разрядки аккумулятора G2 определяется косвенно, по яркости свечения индикатора и максимальной громкости звука.
Аппаратный регулятор уровня громкости на устройстве предусмотрен, поскольку эта функция, как и эквалайзер, обычно программно реализована в источнике сигнала. Зарядка аккумуляторов G1 и G2 осуществляется от двух идентичных контроллеров зарядки А1 и А2 [13]. Цепи их питания независимы, и каждый из них снабжён своим разъемом для подключения зарядного устройства (XS1 и XS2 соответственно).
При зарядке, разумеется, контакты соответствующего выключателя SA1 и SA2 должны быть замкнуты, внешний источник питания, используемый для питания контроллеров А1 и А2. должен обеспечивать напряжение +5 В при токе нагрузки до 1 А. Общий потребляемый устройством ток — 75 ± 5 мА, что соответствует продолжительности работы без зарядки аккумулятора не менее 30 ч.
Детали: Транзистор — любой кремниевый структуры n-р-n с допустимым током коллектора не менее 100 мА, рассеиваемой мощностью 0.5 Вт и более (без теплоотвода) и статическим коэффициентом передачи тока более 50. Оксидные конденсаторы — К50-35, К50-68, остальные — керамические К10-176 или аналогичные импортные. Постоянные резисторы — С2-23Н, С2-ЗЗН, МЛТ или импортные MF. Дроссель L1 намотан изолированным монтажным проводом на кольцевом ферритовом ВЧ-магнитопроводе от драйвера КЛЛ.
Обмотка выполнена в три провода без скручивания, равномерно распределена по поверхности кольца и содержит 10…20 витков изолированного одно- или многожильного провода сечением по меди 0,1 0,25 мм². Число витков подбирают по максимальному подавлению помех от Bluotoolh-модуля.
Применены аккумуляторы типоразмеров 18650 емкостью 2400…3600 мАч (G1) и 16340 емкостью 500…2200 мАч (G1). Следует отметить, что аккумулятор второго типа не может быть заменён Li-ion гальваническим элементом типоразмера CR123 несмотря на идентичность размеров. Номинальное напряжение этого гальванического элемента — 3 В. что недостаточно для работы Bluetooth-модуля.
Выключатели тумблеры П1ТЗ-2В, П1Т1-1В, П1Т4-2В, МТ-1В или любые миниатюрные, с максимальным коммутируемым током не менее 1 А. Разъемы питания XS1 и XS2 — гнезда 2.5 мм DJK-048 (DS-026). Трансформаторы Т1 и Т2 — сетевые, понижающие, с напряжением вторичной обмотки 9 В с отводом посередине и выходным током до 200 мА. Они выполнены на броневых пластинчатых магнитопроводах, аналогичных типоразмеру Ш-9 с шириной центрального стержня 9 мм, его высотой 22,5 мм и общими размерами пластины 36х31,5 мм.
Толщина набора — 12 мм. Первичная обмотка содержит 5600 витков эмалированного высокопрочного провода (аналога ПЭВ-1) диаметром 0,06 мм. Вторичная обмотка – 2х115 витков аналогичного провода диаметром 0.25 мм. Намотка — послойная, виток к витку. Первичная и вторичная обмотки размещены в отдельных секциях на пластмассовом каркасе. Рекомендуемые размеры трансформатора — около 35×30х30 мм.
Следует отметить, что типоразмер Ш-9 не является распространенным. Однако он существует и часто встречается в импортных трансформаторах. Расширенный перечень размеров типовых Ш-образных трансформаторных магнитопроводов приведен в [14] или [15]. Наиболее близким является стандартный типоразмер Ш-10а (табл. 2 в [16]). При его использовании никаких изменений в моточные данные ТВЗ вносить не надо.
Применение трансформатора с меньшими габаритами будет, естественно, сопровождаться уменьшением индуктивности первичной обмотки и “завалом” низких частот, а также увеличением индуктивности рассеяния и соответственно ухудшением звучания на ВЧ. При подключении нагрузки сопротивлением 8 Ом используется только половина обмотки. Полное включение вторичной обмотки может использоваться при использовании других динамических головок с сопротивлением катушек по 32 Ом.
Если планируется использовать только половину вторичной обмотки, ее целесообразно заменить, намотав 100 витков проводом ПЭВ-1 0,47 с целью снижения сопротивления постоянному току. В случае использования штатной обмотки по той же причине следует использовать ее часть с меньшим сопротивлением.
Налаживание: проводить подборку ламп по току анода и накала необязательно, хотя это, конечно, способствует лучшему симметрированию каскадов и улучшению баланса каналов. Обычно ток анода автоматически устанавливается в интервале 1,1 ± 0,2 мА, и его подстройку в интервале ± 10 % добиваются подключением резистора R, параллельно нити накала лампы с большим анодным током и подборкой этого сопротивления. Для примера такое включение резистора для лампы VL2 показано на рис 1.
Перед включением цепей накала эмиттер VT1 подключают к общему проводу через эквивалент нагрузки (резистор мощностью 0,5 Вт и сопротивлением 43…100 Ом) и удостоверяются в том, что напряжение на эмиттере VT1 — 2.4 ± 0.2 В. При необходимости добиваются нужного напряжения подборкой резистора R1 в интервале 43. .130 Ом и заменой светодиода HL1 или включением последовательно с ним дополнительного диода КД522Б (1N4148).
Перед подключением анодных цепей нужно установить выходное напряжение преобразователя напряжения А4 27 ± 3 В. В работоспособности модулей зарядки, аккумуляторов и в соответствии режимов зарядки [17—19] убеждаются до их установки в головные телефоны.
Конструкция. Устройство, как уже понятно из описания, имеет модульную конструкцию, что вполне соответствует рекомендациям (4] и отличается от классического блочного исполнения ламповых усилителей. Взаимное расположение модулей и отдельных элементов внутри корпусов показано на рис. 2 и рис. 3 В корпусе левого телефона (рис. 2). кроме динамической головки 1. размещены аккумуляторы 2 и 3. выключатели питания 4 и 5. модули зарядных контроллеров 6 и 7. разъёмы питания 8 и трансформатор 9.
В корпусе правого телефона размещены динамическая головка 10, плата УЗЧ 11 со стабилизатором напряжения накала и индикатором питания 12. Bluetooth-модуль 13, преобразователь напряжения 14 и второй трансформатор 15, а также дроссель 16 и выходные разъемы интегрального УЗЧ 17. Ламповый УЗЧ собран на монтажной плате размерами 50х30 мм. Ввиду простоты конструкции печатная плата не разрабатывалась, и каждый радиолюбитель может разместить их в соответствии со своими представлениями о правильной компоновке ламповой звуковой техники. Лампы “уложены” на плату.
Все дополнительные элементы размещены в непосредственной близости от них. Так как нагрев баллонов незначителен, особых мер по отводу тепла и взаимному расположению частей и соединительных проводов с этой точки зрения не предъявляется. В нижней части корпуса сделано несколько отверстий диаметром 3.5 мм для пассивной вентиляции.
Общая рекомендация по взаимному размещению плат модулей — максимально возможное удаление преобразователя напряжения от Bluetooth-модуля и минимальная длина соединительных проводов. Из-за установки трансформаторов динамические головки смещены в сторону на 3…5 мм. На качество звука это влияния не оказывает. Благодаря расположению светодиода ни рядом с Biuetooth-модулем можно наблюдать мигание размещенного на его плате индикатора работы сквозь прозрачный корпус светодиода HL1 при выключенном стабилизаторе.
Динамические головки, платы и аккумуляторы кропят в корпусе с помощью термоклея. Соединения между частями устройства выполнены гибкими изолированными проводами. Ввиду значительно увеличившейся массы (примерно до 350 г) конструкцию целесообразно дополнить мягким оголовьем Имеющиеся амбушюры заполняют новым поролоном или синтипоном. Внешний вид телефонов показан на рис. 4
Положительные отзывы владельцев
Теперь рассмотрим комментарии владельцев наушников ТДС-3. Отзывы об этом устройстве довольно-таки противоречивы. Те, кто потратил некоторое время на их доработку и знает, как нужно обращаться с паяльником, вполне довольны данными головными телефонами. Они отмечают, что ТДС-3 по звуку даже обходят современные наушники среднего ценового сегмента. Правда, пришлось заменить провода и припаять хороший разъем Jack. Вот тогда наушники действительно зазвучали. В особенности с внешней звуковой картой при воспроизведении форматов FLAC, APE, WV и других из класса lossless. С этим утверждением легко согласиться, так как потенциал этих наушников уже известен. Они легко переигрывают большую часть современных китайских пищалок. И это факт неоспоримый. Однако далеко не все довольны таким раритетом. Есть и те, кого не устраивают данные головные телефоны.
Отрицательные отзывы владельцев
Стерео-наушники ТДС-3 имеют почти такое же количество негативных отзывов, как и положительных. Они оставлены теми, кого не устроило качество звука, форма наушников и их цвет. Если с первым утверждением можно согласиться (и только в том случае, если не проводилось никаких процедур по их модифицированию), то остальные поводы для недовольства выглядят незначительно. Что касается комфорта, то ТДС-3 сидят лучше, чем львиная доля современных наушников. Даже при длительной носке нет никакого дискомфорта. Дизайн устройства не соответствует современным стандартам, однако стоит принять во внимание, что выпущены они были более 30 лет назад. Небольшие внешние недостатки с лихвой компенсируются великолепными техническими характеристиками, качественной сборкой и высокой эргономичностью стереонаушников.
