Имея на руках некоторое число старых и самых обыкновенных советских динамиков, мне захотелось собрать на них колонки (МАС — малогабаритная АС) и посмотреть, что можно получить из этой затеи. Считаю, что конструкция годится для повторения, затраты на комплектующие невелики. Если бы я применил редкие импортные динамики, возможность точного повторения была бы минимальной. Частотный диапазон готовой АС 40…20000 Гц.
↑ Выбор типа АС
С течением времени и накоплением определенного опыта, постепенно я пришел к выводу, что двухполоска – это хорошо, но для неё трудно найти подходящие динамики хорошо звучащие в достаточно широкой полосе частот.
Есть динамики 6ГД-2 и некоторые другие, но они дефицитны и малогабаритные АС на них точно не сделать, 6ГД-2 требуют ящиков размером с небольшой холодильник.
Чтобы получить более-менее низкую частоту на щите, он должен быть очень большим, это тоже не МАС. Для МАС остается только ФИ т. к. на мой взгляд, нет советских динамиков способных обеспечить бас в небольшом ЗЯ.
Все известные мне НЧ динамики имеют резиновый подвес (были с поролоном, но в данное время им требуется обязательная замена подвесов, да и объем ящика будет великоват для МАС) и плохо звучат на СЧ, а эти частоты для меня очень важны т. к. считаю, что именно они определяют общее качество звука.
Все советские МАС сделаны по двухполосной схеме, имеют высокую частоту раздела, примерно 5 кГц, поэтому звучат невыразительно из-за того, что «резиновый» НЧ динамик звучит выше 1…2 кГц далеко не лучшим образом.
Большинство промышленных АС, даже собранных по трехполосной схеме, тоже звучат на СЧ мутно т.к. в них обычно установлен «резиновый» 15ГД-11. Этим обстоятельством и вызвано огромное число статей по переделке 25АС, 35АС и их клонов. Поэтому для проекта был выбран трехполосный вариант с бумажным СЧ динамиком. Кроме того, я считаю, что для СЧ динамика лучшее оформление — щит или неглубокий ОЯ. Щит предпочтительнее по звуку, но неудобен по конструктиву.
Поэтому выбор типа колонок такой:
трехполоска, НЧ динамик в небольшом ящике с ФИ, СЧ динамик в небольшом неглубоком ОЯ, ВЧ динамик на крохотном щите.
Попытка «расколоть» Онкены
Попытка «расколоть» Онкены.
Постоянное стремление оптимизировать звучание бас-секции домашней аудиосистемы заставляет многих рассматривать в качестве очередных вариантов, в том числе, и технические решения прошлого. Среди таких решений заметно выделяются акустические системы типа Jensen (в последствии — Onken). Форумы самодельщиков и любителей аудио-старины активно хвалят этот вид АС, хотя некоторые специалисты-акустики скептически взирают на данный пережиток.
На первый взгляд, трудно отнести данную конструкцию к конкретному, известному, типу акустического оформления. В ней можно разглядеть сходства и с обратным рупором, и фазоинвертором, и резонатором, панелью акустического сопротивления, а кому-то даже, видится сходство с экранными АС. В настоящей статье предпринята попытка разобраться в вопросах природы систем Jensen-Onken, а также пригодности их для высококачественного воспроизведения звука.
Известно, что в эпоху раннего аудиостроения разработчики акустических систем основывались на эксперименте, просто помещая динамики в различные условия. Резонно предположить, что для таких исследований, модель корпуса с регулируемым объемом, типа «коробка в коробке», могла бы стать удачным макетом, а зазор, между ее составными частями — прообразом тоннеля ящика-фазоинвертора. Очень похоже, что при создании акустики «Ultraflex», Дженсен, также пользовался раздвижным ящиком или чем-то подобным. Как бы то ни было, но только значительно позже, исследователям удалось подвести научную основу под эмпирические изыскания своих предшественников, определив зависимости между параметрами акустического оформления и громкоговорителя. Тогда инженерами из Onken (Япония) была математически описана и разработка Дженсена. Ими была предложена совершенно конкретная методика расчета, основанная на стандартных параметрах Тиля-Смолла, которые и поныне применяются при конструировании акустических систем. Правда, помимо классического набора параметров в известной методике от Onken присутствует еще один, произвольный параметр — Онкен-параметр (n
). По-видимому, он призван внести в расчет некий «элемент творчества», предоставляя конструктору право на индивидуальность. Действительно, этот метод предполагает прямую зависимость объем корпуса
Vb
от Онкен-параметра, а от объем, в свою очередь, зависит глубина щелевого тоннеля
L
. Параметры
Vb
и
L
являются основополагающими и, безусловно, оказывают серьезное влияние на итоговое звучание системы. В степени и характере влияния
n
-параметра нужно серьезно разобраться.
Последним, кто приложил руку к процессу осмысления конструкции Jensen-Onken, был канадец Cyr-Marc Debien из Dimensions Acoustiques. Он свел Онкеновскую математическую модель в удобное современное средство расчета – Onken Calcolatir (Онкен Калькулятор) на основе электронной таблицы. Если теперь, при помощи данного инструмента, попытаться обсчитать корпуса АС, при разном n
, для реального громкоговорителя (ГГ), например, Supravox 400GMF, рекомендованного производителем именно для АС типа Дженсен, то полученные результаты покажут, что в некотором диапазоне значений
n
, расчетные изменения параметров корпуса
Vb
и
L
соответствуют таким же изменениям акустической модели с регулируемым объемом «коробка в коробке + тоннель».
Зависимости теоретического объема и объема ящика-модели от n
, при соблюдении расчетных параметров тоннеля, иллюстрирует график 1. Действительно, существует зона (
n
= 5…9), где кривые объемов физической и математической моделей корпуса совпадают. График 2, дополнительно свидетельствует о том, что в предполагаемой области регулирования, расчетные и экспериментальные данные параметров
Vb
и
L
почти одинаковы. Все это доказывает, что реальный раздвижной ящик на практике позволяет получить удовлетворительные результаты.
По теории, объем корпуса определяется, как n
умноженное на некую величину, для конкретного ГГ, являющуюся статичной. Величина эта — есть комплексная характеристика ГГ. Кстати, в данной характеристике учтена и роль усилителя мощности, как части электромеханической системы. Эта роль выражена в его выходном сопротивлении
Rg
, значение которого вносит заметные коррективы в конечный результат, особенно, если усилитель ламповый (
Rg
= от 1 до 6 Ом).
Еще одна теоретическая установка. По методике — для конкретного динамика, частота настройки фазоинвертора Fb
фиксируется и не зависит от
n
. Далее будет показано, как это обстоятельство влияет на передачу низших частот акустикой рассматриваемого типа.
Применив компьютерное моделирование акустического оформления, при помощи специализированного приложения, можно сравнить АЧХ в низкочастотной области для крайних значений n
-параметра — график 3. Верхнее значение
n
, для наглядности, взято больше допустимого пределами регулирования (
n=
12,5). Здесь видны незначительные изменения частотной характеристики, касающиеся только зоны настройки ФИ, они не превышают 3-х dB. Если же ограничиться установленными значениями
n
(от 5 до 9), то эти изменения будут еще менее значимы. Выходит – что, при преобразовании объема параллельно с глубиной тоннеля (
Fb
= const), в минимальной степени затрагивается частотная характеристика системы в области низких частот. Главным образом регулированию подвергаются демпфирующие свойства акустического оформления. Известно, что от демпфирования, прежде всего, зависят переходные характеристики излучателя, оказывающих влияние на артикуляцию и характер затухания звуков.
Воздух внутри акустической системы, в зависимости от объема, может обладать, как демпфирующими свойствами, т. е. поглощать колебания, так и свойствами накопителя энергии (наподобие заряженной пружины, разворачивающейся в неподходящий момент). Очень важно создать такие условия для работы громкоговорителя, при которых не происходили бы потери на низких уровнях сигнала (проглатывание послезвучий), а характер затуханий передавал бы реальную, без несанкционированных всплесков и гудения, звуковую картину. Тут нужен тонкий, творческий подход. К сожалению, в методиках по конструированию АС обычно ограничиваются только вопросом обеспечения наилучших амплитудно-частотных характеристик – равномерности и широкополосности. Импульсные (переходные) характеристики, отвечающие за качество звучания, часто остаются без внимания. Этот пробел, по-видимому, и устраняется введением в систему расчетов загадочного Онкен-параметра.
На графике 4 отображены АЧХ одного и того же ГГ, установленного в разные акустические оформления. Очевидно, что бесконечный экран (БЭ) обеспечивает самый широкий диапазон в сторону низких частот и медленный, монотонный спад характеристики, что на слух воспринимается максимально комфортно и натурально. Но экран, пусть не бесконечный, — вещь громоздкая и сильно зависящая от внешних условий, потому не универсальная и редко используемая.
Закрытый ящик (ЗЯ), как частный случай БЭ также неплох с точки зрения плавности спада характеристики, но проигрывает всем вариантам оформления в частотном диапазоне.
Фазоинвертор выигрышен и с точки зрения частотного диапазона, и с точки зрения компактности. Оптимальный, с позиции равномерности частотного спада, ящик-ФИ будет иметь объем почти в 2 раза меньше, чем вариант Онкен и n
= 3,5. Его недостатком можно считать слишком крутой спад частотной характеристики. Эффективность ФИ, обычно, ниже определенной частоты резко снижается, что на слух воспринимается, как ущербность (обрубленность) самой низкой частотной составляющей.
Фазоинвертор типа Онкен, как видно из того же графика, до определенного момента стремится соответствовать АЧХ бесконечного экрана (Вот, что сближает эти типы!), а крутой спад начинается гораздо ниже по частотному диапазону, чем у оптимального ФИ. Это, конечно, менее коробит слух. Плата за такой низкочастотный довесок – не малый дополнительный объем. Кстати, в известной статье А. Белканова про Онкен-акустику представлен график с характеристикой АС Petite-Onken. Спад этой характеристики со стороны НЧ также демонстрирует, описанную выше, характерную особенность фазоинвертора типа Онкен.
Итак, пригодный для экспериментов с реальным ящиком диапазон варьирования n
лежит в пределах от 5 до 9. Для такого
n
-параметра требуется изменения объема примерно в 1,5 раза при двукратном изменении длины тоннеля. Представленный чертеж корпуса АС для ГГ Supravox 400GMF, всецело удовлетворяет вышеизложенными теоретическими выкладками, допуская регулирование глубины тоннеля и объема в требуемых пределах и даже шире.
Возможность регулирования Онкен-параметра на практике – вещь очень удобная и полезная. Главное – что в реализованных пределах удается получить изменения, касающиеся характера звучания басов — от достаточно сдержанного до чересчур развязанного. Значит – оптимум лежит где-то по середине. В дальнейшем, в процессе неспешных и многократных прослушиваний, не сразу, удается определить некое промежуточное положение, наиболее полно соответствующее индивидуальным представлениям о правильном басе и наилучшим образом, подходящим к конкретным внешним акустическим условиям.
Выводы:
1) АС Jansen-Onken – относятся к типу фазоинверсных систем с увеличенным, иногда намного, внутренним объемом.
2) Для расчетов удобно использовать программу Онкен-калькулятор, которая есть в сети.
3) Значения Онкен-параметра (n
), скорее всего, должны находиться в диапазоне от 5 до 9.
4) При расчетах, не следует пренебрегать ни одним из фигурируемых параметров. Значение выходного сопротивления источника сигнала (Rg
), в случае применения лампового усилителя, также является важной величиной, существенно сказывающейся на результате. Для ламповых усилителей это сопротивление всегда индивидуально, а для большинства транзисторных можно принять
Rg
= 0.
5) Наличие возможности оперативно изменять Онкен-параметр сильно упрощает задачу добиться наилучшего звучания от самих АС и наилучшим образом адаптировать их к конкретным условиям эксплуатации (комната, расположение и пр.).
6) Основным недостатком АС типа Онкен (о недостатках еще не было сказано, но как же без них) является наличие искажений, образующихся внутри корпуса и через порт (тоннель) с большим сечением беспрепятственно достигающих слушателя. Спектр этих искажений находится в среднечастотной области. С этим явлением можно бороться, сузив диапазон излучения сверху при помощи более эффективного кроссовера, а СЧ-диапазон поручив другому громкоговорителю, или использовать демпфирующий материал, способный снизить интенсивность вредных излучений. Кстати, не стоит забывать, что демпфирование внутреннего пространства АС звукопоглощающими материалами – это еще один эффективный рычаг регулирования, степень влияния на звук которого, придется определять только экспериментальным путем.
В заключение, для полноты картины, автором статьи должна быть дана субъективная оценка звучанию рассмотренной акустики. Делаю это с удовольствием.
Низкие частоты, воспроизводимые моими Онкенами на Суправоксах (n
=6,3), в меру сочны и глубоки. Они не выпирают, доминируя, но и не теряются в объеме прочих звуков, логично занимая свои места. Басовые партии сверхразборчивы, их интересно слушать, их приятно ощущать физически. Налицо и достоверность в передаче индивидуальных особенностей звучания музыкальных инструментов. Так что выбор в пользу такого акустического оформления для домашней аудиосистемы, несмотря на затраты времени и средств на постройку и настройку, считаю весьма удачным и во многих случаях предпочтительным!
Антон Мельников, Санкт-Петербург
↑ Выбор динамиков
Выбор динамиков был вызван несколькими обстоятельствами. Имея по нескольку штук каждого типа динамиков, я мог сравнивать их характеристики и выбрать лучшие, оценить разницу между однотипными динамиками.
Динамики хотя и очень старые, но до сих пор доступные и весьма дешевые. Некоторые выпускаются и сегодня, но по поводу новодела ничего сказать не могу. У меня есть немало разных СЧ-ШП динамиков, но по разным причинам я отклонил их, выбрал 3 ГДШ2-8 (2ГД-40).
Выбор ВЧ динамиков был сильно ограничен. Самый доступный – 2ГД-36, он стоял в каждом телевизоре. Динамики 10ГД-35 и аналогичные в данном случае ставить нецелесообразно, кроме того, слишком большое число клонов ухудшает возможность повторения т. к. они несколько отличаются друг от друга. 3ГД-31 требует кардинальной доработки.
НЧ динамик 25ГДН3-4 (15ГД-14) для МАС — почти единственный. Лучшим выбором был бы 15ГД-17, но они весьма дефицитны, а 25ГДН3-4 стоят в 15АС-109 и множестве их клонов, поэтому доступны. Выбор НЧ динамика обусловлен и тем, что в 15АС-109 он звучит неплохо.
Наверное, можно поставить 10ГД-34, но он имеет более слабый магнит и заметно худшие характеристики. Остальные широко распространенные советские динамики для МАС, такие как 10ГД-30, не годятся т. к. требуют намного большего ящика. Можно поставить другой НЧ динамик, если ему достаточен ящик до 20 литров.
↑ Доработка динамиков
К сожалению, со временем, параметры динамиков ухудшаются, в первую очередь это касается НЧ динамиков из-за того, что их диффузор имеет наибольшую амплитуду колебаний. Резиновый подвес дубеет, токосъемные провода разрушаются.
При необходимости, для восстановления качества, надо отремонтировать динамики, особое внимание уделить подвесу. Вариант доработки я предлагал в статье «Доработка малогабаритных колонок 15АС-109 и им подобных».
Необходима также доработка СЧ динамиков. Гофр (весь диффузор пропитывать нельзя) пропитать жидким раствором герлена. Процесс подробно описан Шоровым и его последователями. Но этого оказалось недостаточно. При прослушивании собранных и настроенных колонок, звук был несколько жестковат. Причина оказалась в высокой акустической добротности динамиков. Пришлось применить ПАС, это дало заметный положительный результат.
Попытки доработать 2ГД-36 по методике улучшения 3ГД-31, положительного результата не дали.
↑ Разделительный фильтр АС
Мне было интересно попробовать модные последовательные фильтры, получить опыт работы с ними. Впечатления оказались неоднозначными. Могу точно заявить, что это не панацея. Для этих фильтров нужны динамики с ровными АЧХ в рабочей области и без значительных выбросов даже вне рабочего диапазона.
Мне не удалось ровно свести СЧ-ВЧ динамики на частоте около 5 кГц, вынуждено получилось только на частоте 8…9 кГц, что имеет свои недостатки. Раздел НЧ-СЧ на 500 Гц.
В отличие от параллельных фильтров, где фильтр для каждого динамика можно настраивать отдельно и независимо, здесь есть нежелательная взаимозависимость, что усложняет настройку. В итоге получился вот такой фильтр.
Схема последовательного фильтра АС
По заявлению автора такого решения, схема обладает наиболее гладкими стыками т. к. всё что отрезается фильтрами НЧ и ВЧ поступает на СЧ динамик. Мысль интересная и всё так и было бы, если вместо динамиков стояли резисторы. Но, как я много раз писал, динамики, как электромеханические устройства, обладают своим норовом и результат может не оправдать ожиданий.
Hi-End акустика своими руками, или как сделать хорошие колонки
Посвящается тем, у кого есть свободное время
Открываем популярный журнал про хороший звук и с удовольствием смотрим на изящные образы (если не сказать образА) акустических систем, а посмотреть есть на что. Мощные башни ощетинились во все стороны динамиками, блестят своими лакированными боками, давят паркет острыми шипами и вообще вызывают чувство глубокого уважения. Похоже, у них есть только один недостаток – это, конечно, цена. Возникает вполне логичный вопрос, а что если сделать копию какого-либо монстра самому? Купить динамик несложно, собрать корпус, пускай и не такой красивый – тоже, катушки и конденсаторы можно отечественные, аккуратно спаять 3 детали – и вовсе задача для ученика 10-го класса школы.
С учетом количества готовых модулей, которые предлагает Ebay, сделать хороший усилитель не намного сложнее. Чего там только нет: коммутация, защита АС, платы класса A-AB-D, регуляторы громкости на любой вкус, красивые корпуса, сделанные специально для аудио, ручки, ножки и трансформаторы – знай только соединяй. В следующей статье мы обязательно расскажем, как собрать свой усилитель, который не уступит большинству «брендовых» образцов стоимостью до 60-70 тысяч рублей.
Возможно, далее в тексте вы встретите незнакомые слова. К счастью, нам пришел на помощь неизвестный аудиофил и оставил ссылку
на свой личный архив информации по акустике и усилителям, там есть реально
ВСЕ
и даже и больше, настоятельно рекомендуем к ознакомлению.
Из чего делать? Фанера, МДФ, ДСП, пластик, массив.
Мир видел много странных акустических конструкций, например, из бетона или шлакоблока. Все же самыми «востребованными» остаются вышеперечисленные пиломатериалы на основе древесины. Попробуем понять, какой из них «правильнее». Базовое правило – вне зависимости от выбранного материала не экономьте на его качестве, то есть цене.
Первым идет король современной Hi-Fi и Hi-End индустрии – МДФ,
из него сделано подавляющее большинство колонок, как дорогих, так и дешевых. Причина проста – невысокая стоимость, удобство обработки и отделки, в том числе варианты с готовым шпоном, отсутствие ярких резонансов. При грамотном проектировании получение оптимального результата гарантировано. Рекомендуем к применению, больше сказать нечего.
Пластик
– понятие очень растяжимое, его «авторитет» значительно подточен дешевыми китайскими подделками, хотя преимуществ у него не меньше, чем у любого другого материала. Проблему недоступной для любителя возможности отливать свои заготовки из желаемого материала – проходим мимо.
Хорошим материалом для изготовления корпуса акустической системы может служить ДСП
. Пожалуй, главный его недостаток – множество проблем с отделкой, не важно, что вы решите: красить, шпонировать или обтягивать. У ДСП есть огромный плюс: если нужно сделать быстро и очень дешево, то можно использовать заводскую ламинированную плиту (ЛДСП). Добиться в таком случае высокой эстетики вряд ли получится, но цена и скорость оставят далеко позади всех остальных претендентов. Если сравнивать резонансные свойства материалов в разрезе пригодности для колонок – ДСП занимает первое место, хотя разница по сравнению с МДФ невелика.
Капризная, но неизменно желанная «матерыми аудиофилами» госпожа фанера
. Фанера бывает нескольких видов – березовая, хвойная, ольховая, ламинированная. Почему капризная? Любую фанеру «ведет», то есть при высыхании лист изменяет свою геометрию, при пилении часто появляются сколы. Также это не самый простой для отделки материал, если вы хотите получить «глухой» матовый цвет без проступающих граней, текстуры, ребер. Причина для того, чтобы терпеть эти мучения, довольно спорная: по мнению «бывалых» только фанера дает то самое живое дыхание, которое «убивают» ДСП и МДФ. Наиболее мне непонятно желание сделать себе корпус из «живой» фанеры и «убить» ее слоями шпаклевки, грунта, краски, лака в попытке скрыть «страшные» стыки с прожилками (слоями фанеры), которые днем и ночью смотрят с немым укором на своего владельца. Куда предпочтительнее варианты специальной пропитки, хотя бы тем же «датским маслом», не так уж страшны эти темные «полосочки» на ребрах корпуса…
Что за нищебродство этот ДСП-МДФ? Может сразу из цельного дуба, да потолще!? Не спешите вставлять динамик в первое увиденное дупло. Вопреки ожиданиям массив
древесины ценных пород не обогащает звук пропорционально вложенным деньгам, более того, даже требует дополнительного демпфирования по сравнению с более дешевыми материалами. Хотя его несомненные плюсы – это удобство отделки: если акустика собрана аккуратно, довести ее до симпатичного эко-вида не составит большого труда. Вместо увеличения толщины рекомендуется добавить (приклеить) с обратной стороны еще один лист менее резонансного материала, например, того же МДФ, сделать «сэндвич». Наиболее удачный вариант применения массива – это акустика типа «щит», где требуется красивая и тяжелая передняя панель.
Экзотика.
Часто выбор обусловлен тем, что есть под руками. Подобно тому, как птица может виртуозно вплести в гнездо всякий мусор, так и меломан тащит все, что плохо лежит. Можно найти на просторах сети идеи, воплощенные из сантехнических труб, искусственного камня, папье-маше, футляров и корпусов от музыкальных инструментов, примитивных строительных материалов, товаров IKEA, и.т.д., и.т.п.
Куда вставлять динамик?
Основную задачу акустического оформления можно сформулировать простым языком приблизительно так: максимально отделить колебания, излучаемые передней стороной диффузора динамика, от тех же противофазных колебаний, излучаемых задней стороной диффузора. Идеальным акустическим оформлением с точки зрения учебника считается бесконечный экран, такой невероятно огромный щит, в который установлен динамик. Понятное дело, слова «невероятно огромный» не подходят ни к нашему жилищу, ни к заработной плате, так что инженеры стали искать способ «свернуть» этот экран с минимально негативными последствиями для звука. Так получилось все многообразие вариантов, некоторые снискали себе наиболее обширную славу в интернете, их мы и рассмотрим в данной статье.
Просто динамик или корпус без корпуса
Тяжело себе представить, что есть такой вид «акустики», но, листая ленту фотографий в pinterest по теме аудио, все чаще натыкаюсь на грозди 12-ти дюймовых динамиков, которые собраны вместе без всякого оформления и явно представляют собой законченный агрегат. Наверное, замысел автора пронизан следующей логикой: любой корпус портит звук, лучше акустическое короткое замыкание, чем деревянные оковы, но чтобы был хоть какой-то «низ», надо взять динамики с максимальной площадью диффузора, на которые только хватит денег. Если это ваш путь – без комментариев.
Щит и «широкополосник»
Говорят, те, кто попробовал лампу, широкополосный динамик и открытое оформление, никогда уже не возвращаются к традиционному, транзисторно-резиновому образу жизни. Описывать свойства щита занятие не благодарное, вся необходимая информация есть в архиве, а для самых ленивых – и на youtube, где подробно объясняют, что это за зверь и с чем его едят, например:
Наибольший плюс такой конструкции – простота изготовления. Нужен лист любимого материала и лобзик. Самый главный критерий, который будет влиять на итоговое качество звука – стоимость установленной динамической головки. Неутихающую народную славу снискал себе динамик 4а32, даже такие гранды, как fostex, sonido, supravox, sica или сам visaton B200, остались далеко позади. Поговорка «размер имеет значение» – вот лучшая математическая формула для щита (чем больше – тем лучше). Далее идут вариации щита, например щит, со свернутыми боковыми стенками, щит, у которого низкочастотный модуль сделан в виде ящика с фазоинвертором, и.т.п. Фирменная особенность звука – «воздушное» звучание с минимумом резонансов, при этом сравнительно высокое звуковое давление.
ПАС – панель акустического сопротивления
Что если попытаться скрестить щит и закрытый ящик? Получится ящик с задней стенкой, в которой сделано множество отверстий. Количество отверстий, их суммарная площадь в сочетании с объемом ящика будет определять степень демпфирования (сопротивления), уровень низких частот (чем меньше «дырок» – тем больше баса, но и больше «бубнежа»). Количество подбирается экспериментально, по вкусу.
Линейный массив излучателей, групповой излучатель (ГИ)
На самом деле, такой подвид акустики касается больше динамиков, нежели конструкции самого корпуса. Думаю, вы уже видели колонки, каждая из которых состоит из большого количества одинаковых маленьких-маленьких динамиков, ну или не очень маленьких, кому как позволяет бюджет и жилое пространство.
По электрической схеме, головки включены последовательно, то есть «плюс» предыдущего подсоединен к «минусу» последующего, возможно комбинирование последовательно-параллельного соединения. Количество динамиков, собственно, тоже ограничивается только деньгами, здравый смысл, как правило, к этому моменту уже бесследно пропадает. Не подумайте обо мне ничего плохого, я пробовал такое извращение, мне даже понравилось, если есть возможность, настоятельно рекомендую собрать себе подобную конструкцию хотя бы ради интереса. Опять же, бюджет сего безобразия не очень велик, как правило, применяются отечественные динамики в хорошем состоянии, 5гдш, 8гдш, 4гд-8е, и.т.п.
Акустическое оформление – тот же щит или закрытый ящик, желательно хитрой формы, например треугольной. Одна из проблем, с которой предстоит столкнуться – высокое суммарное сопротивление, не всякий усилитель раскроет потенциал «массива». Серийные образцы, выпускаемые фабрично, имеют более сложные решения, динамики часто собираются в хитрые модули, добавляются фильтры.
Фазоинвертор, bass reflex port, резонатор Гельмгольца, он же ящик с «трубой»
Вот он – самый популярный вариант акустического оформления. Массовым становится самое выгодное по соотношению цена\получаемый результат, наш случай не исключение для данного правила. Для тех, кто не скачал архив неизвестного аудиофила, объясняем на пальцах. В трубе фазоинвертора есть некоторый объем воздуха, который зависит от его длины, он же «связан» с воздухом, который содержится внутри колонки. При удачной настройке длины трубы (не будем сходу погружаться в теорию) удается добиться более уверенного воспроизведения низких частот, чем просто в закрытом ящике. Если еще проще – с фазоинвертором получается глубокий бас. Для более углубленного понимания вот ролик с уже полюбившегося нам канала:
Хоть данный вид акустики и популярен, он далеко не так прост в изготовлении, одно тянет за другое. Динамики, которые подходят для такого оформления, называются «компрессионными», чаще всего имеют резиновый подвес и полосу частот, которая требует установки высокочастотного звена, твиттера или пищалки, то есть добавляется электрический фильтр. Выбор оптимального объема корпуса, его геометрии, точная настройка длины трубы имеют большое значение и не всегда соответствуют расчетным величинам. Ситуацию облегчает наличие в сети массы проектов, где авторы уже прошли тернистый путь и предлагают поэтапные инструкции с подробным описанием что, как, из чего надо делать. Впрочем, всегда находятся энтузиасты, которых не устраивает «готовое» и хватает упорства пройти своей дорогой. Недостатки фазоинвертора – «бубнеж» и «задавленная середина». Первое решается тщательным подбором формы, диаметра, материала и длины трубы; второе – добавлением отдельного среднечастотного звена. Верный путь к трехполосной акустике.
Обратный рупор TQWP и другие лабиринты судьбы
Чего только не придумали люди, чтобы усложнить путь колебаниям, идущим от обратной стороны динамика… Пожалуй, более всех отличилась фирма B&W со своими Nautilus, хоть памятник ставь этой морской раковине-мутанту. Но это гранды, а все, что можем мы, обычные аудиофилы, так это вспомнить свои ночные кошмары и поставить внутри прямоугольного ящика дощечки с гвоздями так, чтобы этому поганому звуку мало не показалось. Если серьезно – есть такие динамики, к которым оформление типа «фазоинвертор» не подходит, а щит не дает желаемого количества баса, от вида же сабвуфера что-то сжимается в животе. Тогда на помощь приходит обратный рупор или более сложный вариант – лабиринт. Для тех, кому интересно, как это работает, желаем приятного просмотра.
Кто-то может возразить: обратный рупор – это не совсем лабиринт, отчасти мы можем согласиться, но что более достоверно – он ближе к лабиринтам, чем классический рупор
напоминающий о старом граммофоне. Как можно догадаться из названия, обратный рупор или лабиринт – далеко не самый простой вид акустического оформления, он требует хорошего понимания теории, точного расчета или хотя бы соблюдения заводских рекомендаций. Например, крупные фирмы-производители широкополосных динамиков, как правило, приводят в документации к своим динамикам пару вариантов чертежей корпуса.
Онкен, закрытый ящик (ЗЯ), рупор, пассивный излучатель и другие
Наше повествование идет по следам народной популярности, а это довольно узкий список. Закрытый ящик почти всегда бубнит, под онкен тяжело подобрать динамик, рупор велик по размерам, сложен в изготовлении и расчете, пассивный излучатель неплохо работает, но в конструкциях любителей почему-то не прижился. Наверное, можно найти еще несколько редких видов или подвидов оформления, которые здесь не упомянули, что поделать, всего не охватишь.
Демпфирование, «набивка», «заглушка»
Корпуса готовы, что с ними делать дальше? Правильно, демпфировать. Можно разделить демпфирование на два вида: вибропоглощение и звукопоглощение. Для вибропоглощения хорошо подходят автомобильные материалы, мастики и специальные листы с клейким слоем, предпочтительней последнее. Со звукопоглощением наблюдается разброд и шатание, кому-то нравится войлок, кому-то шерсть, ватин, синтепон, прочее. Ответ достаточно прост – для разного эффекта, в зависимости от типа корпуса и частоты, которую хочется подавить, будет зависеть выбор материала. Заполнение звукопоглощающим материалом корпуса увеличивает его виртуальный объем, однако определить универсальную норму, на мой взгляд, невозможно.
Настройка кроссовера (разделительного фильтра)
Вы решили делать многополосную акустику. Нужен ли измерительный микрофон? Если это разовый проект, то нет, не нужен, достаточно иметь тестовую подборку треков и некоторый опыт для понимания, какое звучание можно назвать более правильным. Просто придется дольше перебирать детали пассивного фильтра, слушать и сравнивать, но в итоге результат будет именно такой, который нужен вашим ушам, помещению. Чуть легче дело обстоит с активными кроссоверами. Раньше их приходилось делать самостоятельно, травить и разводить платы, паять, очень муторный процесс, особенно если схема имеет приличную крутизну среза и регулировки, для трехполосной акустики – просто дикая штука. Благо сегодня достаточно просто зайти на ebay и выбрать вариант себе по карману, хочешь на операционниках, хочешь на DSP. Регулировать частоту, а иногда и крутизну среза (в особо редких случаях фазу), можно плавно хоть каждый день.
Финал
Иногда мне кажется, что ситуация в мире аудио напоминает легенду о Вавилонской башне. Когда-то, в далекие времена, когда нога Van Den Hul’a еще не ступала на землю, люди строили вместе один комплект домашнего стерео. Большие-большие колонки, не менее большой усилитель, а к ним тянулись толстые-толстые кабели. Увидел это некто свыше и ужаснулся – ну и дичь, хоть бы книжки почитали какие… Суровая кара постигла незадачливых аудиофилов, с тех пор они спорят до хрипоты, но так и не могут договориться, как надо делать колонки-усилители, вот каждый и делает свои, как может.
↑ Конструкция АС
АС состоит из трех корпусов. Нижняя часть – ФИ объемом примерно 15 литров. Это больше общепринятого, но у меня были готовые ящики от купленных когда-то АС.
Пришлось подстраиваться под него. Труба ФИ получилась очень длинная – 27 см и пришлось ее делать Г-образной. Сделана из стандартной сантехнической трубы диаметром около 50 мм. Поскольку этот пластик клеить трудно, я сварил его паяльником, получилось достаточно прочно, уплотнение с корпусом сделано изолентой, шов изнутри обработан термоклеем.
Лицевая панель АС съемная.
СЧ динамик в ОЯ, желательно его делать минимально глубоким. ПАС выпилена из отрезка ламината, большое отверстие – под магнитную систему динамика, малые диаметром 10 мм для ПАС. Число отверстий некритично, можно сделать около 20.
Сначала я сделал с запасом, потом заклеивал их малярным скотчем. Акустическая добротность уменьшилась с 11 примерно до 1. Все делалось по рекомендациям Шорова. Материал взят от старой льняной простыни, натянут во влажном состоянии на ламинат, покрытый клеем 88-Lux. По периметру ткань закреплена скобами столярного степлера. При высыхании ткань дополнительно натягивается.
ВЧ динамик установлен на маленьком прямоугольном кусочке ламината.
Поскольку сделано три независимых корпуса, появилась возможность сдвига динамиков внутрь. СЧ сдвинут примерно на 4 см, ВЧ тоже на 4 см относительно СЧ. И если сдвиг СЧ динамика относительно НЧ мало влияет на форму измерительного импульса, то сдвиг ВЧ динамика достаточно заметен, величина сдвига выбрана оптимальной для прослушивания колонок с расстояния 2…2,5 метра.
Хочу отметить, что если все динамики разместить традиционно в одном корпусе, выполнить это смещение будет очень затруднительно. Представьте себе углубление в 8 см…
Можно спорить по поводу пользы такого решения, но оно примерялось в некоторых колонках очень давно и думаю, что от него отказались из-за нетехнологичности. Впрочем, такое решение применяется и сегодня, но не в деревянных, а литых корпусах – пластмассовых или металлических. Для этого углубление делается пологим, некоторые считают, что это рупор, но это не так – это способ сдвинуть динамики внутрь.
Думаю, меломаны разницу услышат, я не проводил специальных испытаний на музыке, а настраивал с помощью компьютерных программ и микрофона.
Высота колонки 73 см, если слушать сидя в кресле, подставка под колонку не нужна. Направление осей СЧ и ВЧ динамиков выбрано сознательно.
Если найдутся желающие повторить мои «15МАС-1», можно купить пару 15АС-109 в хорошем состоянии (клоны не годятся) под НЧ-боксы. Потребуется удалить ВЧ динамик и заглушить отверстие, можно использовать штатную трубу ФИ.
The Home Of Easy Tube Amplifier
Дмитрий, добрый день.
Расчеты для Eminence Kappa выполнены в программе Eminence Disigner, она позволяет учесть наполнение корпуса звукопоглощающим материалом с некоторой коррекцией объема. Выложен один из вариантов расчета, при котором наполнитель размещается только на задней стенке (Fill=Normal). При этом расчетная акустическая добротность (QL) получилась = 5.367 (или 0.5367 если нормировать на более привычную шакалу), частота настройки порта Fb = 32.13Hz, что несколько ниже резонансной частоты динамика Fs = 33Hz. Собственно, смысл приведенных цифр в том, чтобы показать как ведет себя динамик в “классическом” ФИ оформлении, практически настроенном на его резонансную частоту, как это рекомендовано в статье про Bass Reflex Phase Inversion Enclosure. На приведенных графиках нужно обратить внимание на Group Delay (максимальное значение примерно 16 mS) и на Cone Displacement (примерно 15mm). Очевидно, что при таком объеме воздуха в ящике задержка “отклика” велика (на практике не желательно, чтобы Group Delay была больше 12 mS) и ход диффузора слишком велик (паспортный Xmax= +-0.157″ = +-4mm, т.е. 8mm), хотя и не превышает Xmech. Это значит, что бас будет “затянут”, а нелинейные искажения, вызванные “болтанкой” динамика вблизи резонансной частоты – слишком велики. Вывод следующий- классика классикой, а на практике получается- что не нужно гнаться за максимально “низким” басом, а для получения “быстрого и плотного” баса порт ФИ нужно настраивать на более высокую частоту, при расчетах варьировать объем ящика и степень наполнения, контролируя цифры QL, Xmaх и Group Delay. Что и было сделано в той конструкции, чертежи которой выложены на сайте. Промежуточные измерения, чертежи и заметки сделанные в ходе отладки – к сожалению или утеряны или хранятся в каком-то надежном месте – поэтому выложил только то, что нашел. Как видно из результатов измерений, частота настройки ФИ (где график фазы проходит через 0) ~ 38Hz, итоговая добротность динамика в этом оформлении и в этой комнате получилась Qts = 0.679 – в общем, именно то, что нужно.
Хотелось бы мне сказать – вот, мол, такой вот я умный – посчитал, подумал- и сразу сделал “как нужно”. На самом деле, конечно фанеры было попилено весьма приличное количество….
По поводу ящика для СЧ – передняя панель крайне желательна, остальное – только для того, чтобы спрятать кроссовер. Рекомендую не повторять моих ошибок и сразу выполнить кроссовер в виде отдельного модуля – так гораздо удобнее, скажем так – значительно удобнее, чем некое возможное влияние длинных проводов на СЧ и ВЧ – и не нужно каждый раз при подстройке лезть в акустику с паяльником (паяльник, кстати, при этом так и норовит прилипнуть к магнитам излучателей)
