Использование акустической системы 6АС-2 с нештатным усилительным устройством. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аудиотехника

 Комментарии к статье

Каждая акустическая система (АС) 6АС-2 радиол "Мелодия - 101, 104, 105 - стерео" и их модификаций, электрофона Мелодия - 103, выпущенных Рижским радиозаводом им. Попова  ПО "Радиотехника", состоит из двух головок громкоговорителя (круглые динамические прямого излучения), установленных в ящике, изготовленного из клеевой фанеры толщиной 10 мм [1]. Головки громкоговорителя смонтированы в корпусе коаксиально (axis означает ось) относительно друг друга на пластмассовом основании (без передней отражательной доски). Преимущества такого расположения громкоговорителей - ровная, без провалов, характеристика направленности, чего невозможно добиться с разнесенными, даже близко расположенными, головками.

Но, с другой стороны, все конструкции таких громкоговорителей имеют один общий недостаток - за счет интерференции звуковых волн, излучаемых одновременно несколькими головками, суммарная амплитудно - частотная характеристика (АЧХ) звукового давления, в зоне их совместного действия, приобретает ряд локальных пиков и провалов на средних и высоких частотах. Для устранения этого явления необходимо или повысить крутизну скатов АЧХ разделительных фильтров (что значительно усложняет их конструкцию), или сблизить центры излучения головок.

Отсутствие передней отражательной доски тянет за собою значительные потери вследствие дифракции звуковых волн (эффект baffl-step) - одного из видов искажений, влияющий на качество звучания любой акустической системы. Этот тип искажений проявляется в частотном диапазоне от 100 до 800 Гц и представляет собой плавное уменьшение акустического давления, создаваемого акустической системой, ниже определенной частоты (для 6АС-2 эта расчетная частота равна 732 Гц). Реально измеренное значение потерь составляет 3-4 дБ [2]. 

Для демпфирования подвижной системы основной головки Гр 1 (рис. 1) на частотах, близких к частоте ее механического резонанса, весь свободный объем ящика акустической системы 6АС-2 заполнен хлопчатобумажной ватой. Кроме того, головка Гр 1 имеет небольшие размеры. Все это определило низкую чувствительность акустической системы 6АС-2 и вызвало в ее частотной характеристике спад в области нижних частот (рис. 2).

а)

б)

в)

г)
Рис. 1. Акустическая система 6АС-2: а) вид сбоку; б) вид спереди (со снятой декоративной решеткой): 1 - соединительный шпур; 2 - задняя стенка; 3 - прокладка; 4 - ящик; 5 - головка громкоговорителя Гр 1; 6 - деревянный угольник для увеличения жесткости ящика; 7 - конденсатор  С; 8 - пружина крепления декоративной решетки; 9 - основание головок громкоговорителя; 10 - декоративная решетка; 11 - головка громкоговорителя Гр 2; в - внешний вид; г - схема электрическая принципиальная

Рис. 2. АЧХ звукового давления акустической системы 6АС-2

Указанные особенности АС скомпенсированы характеристиками тракта низкой частоты при разработке "Мелодий". Для выравнивания частотной характеристики звукового давления акустических систем тракт НЧ радиолы имеет частотную характеристику со значительным подъемом в области нижних частот (на частоте 60 Гц около 14 дБ). Необходимая же величина звукового давления при работе акустических систем обеспечивается повышенной выходной мощностью тракта НЧ (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. Что бы подключить АС к нештатному источнику сигнала необходимо ее доработать.  

Среди недостатков, следует отметить, также, вибрацию стенок корпуса, значительные неравномерности амплитудно-частотной характеристики в области средних частот. Последнее обусловлено тем, что низкочастотная головка 10ГД-34, выполняющая, также, функцию и среднечастотного звена, имеет резкий спад АЧХ звукового давления с 4,5 кГц (рис. 3, а). Высокочастотная же головка 3ГД-2 включена через фильтр первого порядка с полосой 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 раздела 4 кГц. Однако, в таком случае частота основного резонанса ВЧ головки, а это 4,5 кГц, выше частоты среза, что не желательно.  Работающий на частоте основного резонанса  динамик 3ГД-2  не может обеспечить полноценного качественного звучания. К тому же, предложенный фильтр  трудоемкий в изготовлении (намотка двух катушек индуктивности).

Существует более простой вариант. Для этого разделительный конденсатор ВЧ головки устанавливают емкостью 8,8 мкФ (параллельно включенные пленочные конденсаторы: два по 3,3 мкФ и один 2,2 мкФ с рабочим напряжением 400 В). Поскольку такая доработка вплотную приблизит частоту среза к частоте основного резонанса ВЧ головки, последнюю шунтируют резистором 5,4 Ом мощностью 3 - 5 Вт. Такой шунт выровняет частотные характеристики чувствительности головок, электрические сопротивления и, самое важное,  демпфирует резонансы ВЧ головки, включая основной [4]. Последнюю, при этом, подключают в противофазе относительно к НЧ головке (рис. 4). В описываемой конструкции применены два последовательно соединенные резисторы по 2,7 Ома мощностью 5 Вт. Общую емкость конденсаторов фильтра рассчитывают с помощью онлайн калькулятора [5].

При расчете учитывается общее сопротивление постоянному току головки 16 Ом и резистора-шунта 5,4 Ом. Таким образом, головка 3ГД-2 будет работать уже с 4,5 кГц, обеспечивая полноценное звучание АС, во всем диапазоне. Следует заметить, что одной из конструктивных особенностей 3ГД-2 является наличие шелкового купольного диффузора, который обеспечивает относительно ровную характеристику АЧХ звукового давления с 2 до 18 кГц (рис. 3, б). 

а)

б)
Рис. 3. Головки динамические АС 6АС-2 и их амплитудно-частотные характеристики звукового давления: а - 10ГД-34; б - 3ГД-2

Рис. 4. Схема электрическая акустической системы 6АС-2 (доработанной)

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

Многолетняя практика эксплуатации головок 10ГД-34 в акустическом оформлении с фазоинвертором определила наилучшую частоту его настройки - 55 Гц. Вычисляют размеры порта фазоинвертора для указанной частоты с помощью компьютерной программы BassPort. Исходя из полученных расчетов, в задней стенке корпуса АС (рис. 5.) вырезают отверстие диаметром 35 мм и вклеивают в него отрезок картонной трубки с внутренним диаметром 32 мм и длиной 130 мм. На задней стенке также устанавливают плату из фольгированного стеклотекстолите размерами 50 Х 50 мм с элементами фильтра и проводников смонтированных поверхностно.  На оставшиеся свободное место наклеивают войлок толщиной 10 - 15 мм или поролон. Наполнитель (хлопчатобумажную вату) удаляют.

Рис. 5. Расположение элементов на задней стенке корпуса АС: 1 - задняя стенка; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - порт фазоинвертора; 4 - плата фильтра

В заключение, швы стенок герметизируют, сами стенки изнутри покрывают самоклеющимся  вибропластом толщиной 1,5 мм или линолеумом, НЧ головке обеспечивают мягкое крепление (устранение вибраций стенок корпуса). На задней стенке монтируют четыре резиновые ножки.

После такой нехитрой и простой доработки 6АС-2, как объективные показатели  измерений АЧХ звукового давления (рис. 6), так и субъективная экспертиза прослушивания музыкальных программ, отмечают значительное улучшение ее качества звучания. Для тестирования головок и акустической системы используют измерительный микрофон, ПК и программу RightMark Audio Analyzer 6.2.4. [8].

Рис. 6. АЧХ звукового давления акустической системы 6АС-2 после доработки

Два громкоговорителя располагают, по примеру Р. Кунафина [4], динамиками вверх. Допускается эксплуатация 6АС-2 с усилительным устройством, отдающим мощность 15…25 Вт на канал, чего вполне достаточно для обеспечения качественного озвучивания помещения объемом до 100 м³.

Для тех, кто считает переворот корпусов АС неуместным, АС дополняют звеном 1-го порядка, корректирующее высокие частоты в полосе baffl-step  (рис. 7) [8].  Эта цепь компенсирует подъем АЧХ громкоговорителя, связанного с переходом от всенаправленного излучения к излучению в полупространство.  Частота перехода  Fd  составляет 700 Гц, а уровень ослабления N - 6 дБ (из графика АЧХ  на рис. 6).  При этом величину компенсирующего резистора Rk принимают равную сопротивлению нагрузки Rн - 4 Ом, индуктивность компенсирующей катушки Lk составляет 1,3 мГн. Более точно сопротивления резистора и индуктивность катушки подбирают  исходя из субъективных впечатлений или результатов измерений. 

Рис. 7. Звено 1-го порядка корректирующее высокие частоты: а - принципиальная схема; б) - АЧХ

Литература

1. Дерявин В. Транзисторные стереорадиолы первого и высшего классов. -  М.: Связь", 1979.
2. Алексеев И. Об искажениях частотных характеристик малогабаритных акустических систем и "глубоких басах", Радиохобби № 5, 2000.
3. Корзинин М. Пассивный излучатель в громкоговорителях 6АС-2, - Радио № 2, 1984.
4. Кунафин Р. Новое звучание 6АС-2. - Радио № 3, 2000.
5. aie.sp.ru/Calculator_filter.html.
6. Смирнов И. "Мелодия" звучит лучше. - Моделист конструктор № 10, 1985.
7. Эфрусси М. Громкоговорители и их применение. М. - Энергия, 1976.
8. Афонин С. Создание акустических систем в домашних условиях. - М.: "Эксмо", 2008.
9. Алдошина И. Высококачественные акустические системы и излучатели. - М: Радио и связь, 1985.

Автор: Владимир Марченко

Смотрите другие статьи раздела Аудиотехника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Аромат античных статуй 22.03.2025

Исследования, проведенные учеными из Копенгагенского художественного музея, раскрыли удивительное и неожиданное открытие: древнегреческие и римские скульптуры не только раскрашивали, но и ароматизировали. Это открытие меняет наши представления о восприятии искусства в античные времена, добавляя новое измерение в восприятие античных статуй. Ученые основывают свои выводы на изучении древних текстов, включая произведения римского философа Цицерона, а также надписей, найденных в храмах Греции. Согласно этим источникам, статуи богов и богинь не воспринимались лишь как произведения искусства, они должны были напоминать живых существ, что подтверждается практикой использования ароматических масел и благовоний. Например, Цицерон упоминает, что в сицилийском городе Сегеста статую богини Артемиды натирали ароматическими маслами и благовониями. Также на острове Делос, по надписям на храмах, смазывали статуи духами с запахом роз, что подтверждает распространенность этой практики. Автор иссле ...>>

Ленивая стиральная машина Haier Leader 22.03.2025

Компания Haier представила уникальное устройство, которое она называет "первой в мире ленивой стиральной машиной" - модель Haier Leader (XQGL125-MBLDE697WU1). Основной особенностью этого инновационного устройства является его необычный дизайн с тремя барабанами, позволяющими одновременно стирать различные типы одежды. Один основной барабан предназначен для стандартной стирки белья, а два меньших барабана - для стирки носок, нижнего белья и других мелких предметов. Эти маленькие барабаны имеют диаметр 216 мм и могут вмещать до 1 кг белья каждый. Стиральный цикл занимает всего 22 минуты, что в разы быстрее, чем у традиционных стиральных машин. Размеры машины - 600х570х1070 мм. Это устройство экономит пространство и требует минимального подключения: только один источник питания и одна водяная магистраль. Встроенная медицинская УФ-стерилизация эффективно уничтожает бактерии, обеспечивая более чистую стирку. Интеллектуальные функции: Стиральная машина оснащена искусственным интелл ...>>

Новая теория планетарных космических тел 21.03.2025

Международная команда астрономов, в том числе исследователи из Цюрихского университета, предложила новую теорию образования так называемых планетарно-массовых объектов (PMO). Эти космические тела по своей массе занимают промежуточное положение между звездами и планетами, но не вращаются вокруг каких-либо звезд. Согласно новому исследованию, такие объекты могут образовываться в результате столкновений газовых и пылевых дисков вокруг молодых звезд. Ранее существовала гипотеза, что PMO являются либо "неудавшимися" звездами, либо планетами, которые были выброшены из своих звездных систем. Однако недавно проведенное компьютерное моделирование показало, что в плотных звездных скоплениях, таких как Трапеция в Орионе, взаимодействие протопланетных дисков может создавать условия для формирования свободно движущихся объектов. Когда два таких диска сближаются, их гравитационное взаимодействие может привести к образованию длинных структур из газа и пыли, называемых приливными мостами. Со времен ...>>

Случайная новость из Архива Устройства PQI Air Drive обеспечивают совместный доступ к данным на карте памяти 03.03.2012 Компания PQI объявила о начале поставок устройства Air Drive, которое было представлено в начале января. Это мобильное устройство обеспечивает совместный доступ к данным, находящимся на карточке памяти, со смартфонов, планшетов и других мобильных терминалов. Одновременно к Air Drive может быть подключено до пяти пользователей. Для доступа используется приложение S+ Flash для ОС Android и iOS. Устройство оснащено интерфейсами USB 2.0 и 802.11 b/g/n. Оно поддерживает карточки SD/SDHC объемом до 32 ГБ. По оценке производителя, на одной зарядке встроенной батареи Air Drive может воспроизводить видеозапись в течение пяти часов (для одного пользователя). При габаритах 85 x 54 x 8 мм новинка весит 55 г. Она предложена в двух вариантах цветового оформления - сером и черном.

Другие интересные новости:

▪ Получена супрамолекула шириной 20 нанометров

▪ Общее внимание синхронизирует мозги

▪ Черепаха-водолаз

▪ Самое холодное место в космосе

▪ Найдена планета, где идут дожди из драгоценных камней

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Природа не терпит пустоты. Крылатое выражение

▪ статья Кому посвящен памятник, представляющий собой 50 вертикальных металлических шестов? Подробный ответ

▪ статья Заведующий предприятием общественного питания. Должностная инструкция

▪ статья Монтаж и демонтаж микросхем в малогабаритных корпусах с пленарными выводами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конденсаторные установки. Установка конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025