Отзывы о акустике verna 50 04. Радиосхемы схемы электрические принципиальные

Журнал "Радио", номер 9, 1998г.

В данной статье вниманию читателей предлагается описание акустической системы "VERNA 50-01". В ней использованы доступные головки громкоговорителей российского производства 25ГДН-3-4, 5ГДШ-5-4 и 10ГДВ-2-16, что позволяет радиолюбителям без особых затрат построить АС с хорошим качеством звучания.

"VERNA 50-01" - трехполосный фазоинвертор, с вертикальным положением головок по оси корпуса.

Основные технические характеристики АС.

номинальная (максимальная) мощность - 25(50) Вт;
номинальное электрическое сопротивление - 8 Ом;
диапазон воспроизводимых звуковых частот - 50...20000 Гц;
неравномерность АЧХ в диапазоне 100...8000 Гц - +/-3 дБ;
уровень характеристической чувствительности - 85 дБ/Вт/м;
суммарный коэффициэнт гармонических искажений при уровне звукового давления 90 дБ в диапазоне:
- 63...500 Гц - 3%;
- 500...10000 Гц - 1.5 %;
- 1000...15000 Гц - 1%;
габариты - 220x700x270 мм;
масса - 15 кг.

Изготовление АС начинают с попарного подбора низкочастотных головок громкоговорителей после их 10...30 -часового прогона, позволяющего стабилизировать характеристики подвеса диффузоров головок. При прогоне головок 25ГДН-3-4 их поочередно подключают к звуковому генератору и подают на них сигнал частотой 65 Гц и амплитудой 18 В. Реальные чевствительности и добротности головок, устанавливаемых в одном корпусе, не должны отличаться друг от друга более чем на 10 и 5% соответсвенно. Рекомендуется также использовать головки с разными (в пределах 10...15 Гц) резонансными частотами. Это благоприятно сказывается на АХЧ звукового давления и уменьшает четные гармоники воспроизводимого сигнала в два раза, а это весьма важно для малогабаритных АС.

Принципиальная схема АС приведена на рис.1. В СЧ звене работает широкополосная головка 5ГДШ-5-4 с пропитанным мастикой подвесом и установленными на окна диффузородержателя панелями ПАС. Эту головку можно заменить на 6ГДШ-5-4, но поскольку уровень ее характеристической чувствительности ниже, чем у 5ГДШ-5-4, то резистор R2 нужно взять меньшего сопротивления.

При подборе ВЧ головки следует выбрать экземпляры с наиболе низкой частотой резонанса. Затем следует разобрать головки, с тем, чтобы заменить в них звукопоглотитель. Для этого нужно отвернуть винты, крепящие акустическую линзу, затем снять саму линзу и купол головки. В качестве нового звукопоглотителя рекомендуется применить 0.5 г глазной (мелкодисперсной) ваты. Ее следует равномерно распушить и положить под купол. Затем ВЧ головку нужно собрать в обратной последовательности. Крепежные винты акустической линзы фиксируют лаком НЦ.

Коротко о фильтре. В низкочастотном звене применен фильтр L1C1L2C2R1 третьего порядка с частотой среза 550 Гц и затуханием 18 дБ/окт, в среднечастотном - полосовой фильтр первого порядка R2C2L3 и в высокочастотном - фильтр третьего порядка R3C4L4C5.

Катушки L1 и L2 намотаны на плоских магнитопроводах из феррита 2000НМ размерами 8x15x80 мм; L1 содержит 200, а L2 - 72 витка провода ПЭЛ-2 1,12. Намотка - виток к витку. Катушки L3, L4 состоят соответсвенно из 140 и 147 витков провода ПЭЛ-1 0,56. Они намотаны на пластмассовых каракасах диаметром 20 и высотой 25 мм. В фильтрах применены конденсаторы К73-16 (C1-C3) и К73-21, К73-17 (C4,C5), резистор R1 - ПЭВ, R2, R3 состоят четырех включенных параллельно резисторов МЛТ-2 сопротивлением 16 Ом. Все элементы фильтра смонтированы на стеклотекстолитовой плате, которая через резиновые шайбы крепится шурупами к задней панели корпуса акустической системы.

Корпус АС (рис.2) изготовлен из пластин ДСП толщиной 16 мм и брусков сечением 20x20 мм, устанавливаемых в углах соединяемых панелей. СЧ и ВЧ-головки размещены в отсеке, отделенном от общего корпуса. НЧ блок имеет обьем около 17 дм 3 , что позволяет настроить фазоинвертор, состоящий из двух трубок внутренним диаметром 30 и длиной 150 мм на частоту, близкую к резонансной частоте НЧ головок - 50 Гц. При этом уровень звукового давления на этой частоте на 5 дБ ниже уровня средней характеристической чувствительности. Неравномерность АЧХ при использовании двух головок 25ГДН-3-4 в данном обьеме в диапазоне 50...500 Гц не превышает +/-3 дБ. В качестве звуко- и вибропоглотителя в НЧ блоке использован мягкий войлок толщиной 15 мм, который плотно приклеен клеем "Момент" ко всем его внутренним поверхностям. В стыках панелей корпуса поверх войлока закреплены марлевые пакеты с ватином. Трубки фазоинверторов изготовлены из стали и закреплены в отверстиях с помощью эпоксидного клея. Для увеличения жесткости и вибропотерь корпуса между отверстиями НЧ головок и фазоинверторов клеем ПВА приклеены буковые бруски.

СЧ-ВЧ блок образован двумя перегородками из фанеры толщиной 12 мм (их устанавливают в смонтированном корпусе АС без задней панели). Его обьем позволяет свободно воспроизводить сигнал с частотой 300 Гц. Внутри бокса равномерно уложена хлопчатобумажная вата массой около 200 г. СЧ и ВЧ головки закреплены снаружи через фетровые кольца толщиной 3 мм.

НЧ головки также установлены снаружи через прокладки из пористой резины 3...4 мм.

Снаружи корпус АС покрыт шпоном дуба и влагонепроницаемым бесцветным лаком. Передние панели АС снаружи закрыты рамкой с акустически прозрачной тканью. На задней панели расположены зажимы для подключения АС к исилителю мощности.

Сравнительный субьективный анализ качества звучания АС показал, что "VERNA 50-01" звучит не хуже таких импортных АС, как MATRIX 805, JBL L-20, TDL NFM-2, KEF K160, K140, при гораздо меньших затратах на изготовление и настройку.

Стереофоническая АС модели 50А-11 (фото на рис. 1) изготовлена с динамическими головками В200 (широкополосная, 8 дюймов) и TW70 (высокочастотная) фирмы VISATON (Германия), имеющими конусные диффузоры из целлюлозы. Первая из упомянутых головок имеет подвес из пропитанной ткани, вторая - тороидальную складку, покрытую демпфирующим составом из того же материала, что и сам диффузор.

Рис.1. Внешний вид акустической системы

Интерес к акустическим системам, выполненным на широкополосных излучателях, за последние 15-20 лет только возрастает. Причин много; вот некоторые из них.

1. Промышленные изделия (АС) многих европейских изготовителей (а именно они являются «законодателями моды» в сфере звука) всё чаще используют композитные материалы для изготовления диффузоров. Применение таких материалов оправдано только в одном случае - устойчивая работа на предельных уровнях мощности. Так, например, для полной реализации метрологических характеристик, изложенных в паспортной документации, головке SEAS 1262 (Норвегия), требуется подведение мощности не менее 1 Вт (сравним с головкой фирмы SUPRAVOX 135 LB, Франция, - 0,2 Вт). На российском рынке более популярны подобные «метрологического» качества головки производства VIFA, PEERLEES, SCAN SPEAK, ETON и др. Но АС, собранные на таких излучателях, слабо отвечают требованиям самой взыскательной группы людей, слушающих классическую музыку и ценящих натуральность звучания. Таким слушателям необходима система, в первую очередь, обладающая способностью воспроизведения микродинамики.

2. Основная качественная характеристика звучания - переходная характеристика, т. е. «быстродействие» акустической системы, которая отвечает за натуральность тембров инструментов. А лучшие современные (выпусков 1980 г. и позже) динамические головки, в отличие от более ранних с «бумажными» подвесами, отстают по этому важнейшему параметру в 3…5 раз. Внешние подвесы большинства современных головок, изготовленные из резины, обеспечивают при подведении большого уровня сигналов значительные, до +/-10 мм, смещения, и поэтому о микродинамике говорить не приходится, так как непременное условие для «существования» последней - как раз минимальное смещение диффузора, необходимое для воспроизведения сигналов в полосе 400…5000 Гц. Если при этом динамическая головка действует и в полосе НЧ, страдает тот же основной показатель качества воспроизведения - переходная характеристика. Динамическая головка работает «медленно», сильно маскируя и искажая подаваемый на него реальный музыкальный сигнал.

Совершенно иные переходные характеристики имеют головки, внешний подвес которых изготовлен из ткани (понятно, что разные ткани и сами геометрические характеристики форм внешних подвесов обуславливают отличные друг от друга переходные характеристики). Но тканевые подвесы в разы уменьшают длительность переходных процессов, делают АС более «быстрыми» и, соответственно, обеспечивают более точное воспроизведение, подобное тому, что записано на носителе. Необходимо при этом отметить, что на современном рынке присутствует большое разнообразие головок с тканевыми внешними подвесами, но с посредственными объективными характеристиками и невысокими субъективными оценками.

Следует правильно понимать, что разработать головку с отличными (переходными и по совокупности) характеристиками сложно и дорого. В любом случае приходится идти на компромиссы. В настоящее время имеется немалый выбор головок, рассчитанных на большую подводимую мощность, и крайне мало головок с номинальной мощностью 15…50 Вт, имеющих хорошие метрологические и субъективные оценки и обладающих способностью воспроизводить слабые уровни сигналов второго и третьего планов музыкальных программ, т. е. пресловутой микродинамики.

3. Не менее важно, каково затухание собственных колебаний диффузора конкретной головки. Обеспечение работы головки в режиме максимально широкой полосы воспроизводимых частот при минимальном смещении диффузора требует соблюдения ряда алгоритмов оптимизации, использующих некоторые типы акустического оформления - резонаторы Гельмгольца, рупоры, панели акустического сопротивления, щиты (и крайне редко фазоинверторы).

4. Следует также отметить, что головки на тканевых и бумажных подвесах имеют более высокую чувствительность - выше в среднем на 7…12 дБ, и это, в свою очередь, уже не требует мощных и дорогих, на 80…150 Вт, усилителей и позволяет потребителю направить сэкономленные средства на повышение качества менее мощной аппаратуры.

5. Отсутствие в ряде случаев, при использовании широкополосных головок, фильтров, как таковых, можно отнести к положительным (часто и инструментальным) свойствам системы. Понятно, что любой элемент, включённый последовательно или параллельно головке, может вносить изменения в звучание. Это очень заметно (в том числе инструментально) при чувствительности головок более 90 дБ.

Максимальное и тотальное «выравнивание» АЧХ, чем озабочены некоторые участники соответствующих форумов, применяющие различные режекторы, резко ухудшает звучание и эмоциональный настрой воспроизводимого материала. То, что почти незаметно при применении «тяжёлых» диффузоров (для головки 10 дюймов масса Mms = 50…60 г) на резиновых подвесах, сильно заметно в случаях с «лёгкими» диффузорами «широкополосников» (для головки 10 дюймов масса Mms = 15…25 г), особенно при воспроизведении классической музыки. Такой подход годен в первую очередь для студийных мониторов.

Тем не менее при использовании современных широкополосных головок для сглаживания их АЧХ часто приходится применять последовательно включённую RL-цепь коррекции - она выравнивает чувствительность АС (головки) в заданной расчётом полосе частот. Реже вводят и знакомую RC-цепь для компенсации возрастающего индуктивного сопротивления звуковой катушки на частотах выше 2500…7000 Гц.

Рис. 2. Чертеж корпуса акустической системы на динамиках Visaton

За основу акустического оформления взят вариант, предложенный фирмой-изготовителем широкополосной головки (модели Solo 50, Solo 100) . Там же были взяты к рассмотрению и электрические схемы корректоров. Чертежи конструкции корпуса показаны на рис. 2, а распорки (верхняя и нижняя) - на рис. 3. Схема кроссовера (он простейший) и подключения динамических головок громкоговорителя АС показана на рис. 4. Внесённые изменения связаны с выбором оптимального рабочего объёма, пропорционального соотношению внешних геометрических размеров корпуса, влияющих на равномерность АЧХ.

Рис. 3. Чертеж распорок корпуса

Раскрытию потенциальных возможностей головки В200 способствовали выбор соотношений внутренних объёмов и объёма канала между ними, подбор размеров (и, естественно, объёма) выходной камеры, установка перфорированных распорок жёсткости для поглощения вибраций на частотах 35…450 Гц, распределение звукопоглотителей определённым образом, использование высококачественных материалов и некоторые другие. К этим положительным изменениям, в первую очередь, можно отнести значительное уменьшение смещения диффузора при воспроизведении частот 40…100 Гц, что в значительной степени снизило поверхностную интермодуляцию, присущую всем широкополосным излучателям. А это, в свою очередь, добавило в звучание обилие низкоуровневых сигналов второго и третьего планов, т. е. звучание приобрело достойную микродинамику - увеличилась интонационная составляющая акустических инструментов, проникновеннее зазвучал классический вокал. Изменения коснулись и схемы коррекции АЧХ головки - с учётом установленного дополнительного излучателя ВЧ.

Рис. 4. Схема кроссовера акустической системы на динамиках Visaton

Корпус изготовлен из высококачественной фанеры (сорт «экстра») и древесноволокнистой панели высокой плотности HDF (Германия). Приняты возможные меры по минимизации интерференции и дифракции внутри объёма и в оформлении выходной камеры. С этой целью в корпусе установлены две распорки (верхняя и нижняя), выполненные из склеенных панелей ДСП толщиной по 16 мм, а в середине корпуса - перегородка. Остальное, что не показано на рисунке, как обычно, - свободные внутренние поверхности оклеены пропитанным натуральным войлоком (плотность 0,35 кг/дм3) толщиной 12 мм. В углах, на стыках верхней и задней панелей, а также у основания разделительной перегородки между объёмами вклеены цилиндры из х/б ватина с марлей. Их толщина (диаметр) - около 50 мм, а длина определена внутренней шириной корпуса.

Внутренняя разводка и внешние соединения с усилителем выполнены медными (чистота 99,99 %) проводами сечением 1 мм2 в ПВХ-изоляции.

Элементы кроссовера и коррекции АЧХ смонтированы на фанерной панели соединением выводов деталь к детали. Использованы конденсаторы К73-11 на 250 В, резисторы С5-16В - 8 Вт ±1 %, переменный резистор СП5-30-115Е - 25 Ом ±5 %.

На графиках рис. 5 приведены частотные характеристики чувствительности и импеданса широкополосной головки - до и после перемотки звуковой катушки в один слой, проверочный объём - 38 л (без элементов фильтра). Хорошо видно, что АЧХ головки с перемотанной в один слой катушкой (цветная линия) не имеет «ступеньки» на частоте около 1800 Гц, что значительно изменило звучание к лучшему в наиболее чувствительной области средних частот (исчерпывающие исследования в начале 2000-х годов проводил А. А. Квитка, г. Москва).

Рис. 5. Частотные характеристики чувствительности и импеданса широкополосной головки Visaton

В верхней части задней панели установлен переменный резистор для коррекции АЧХ АС в конкретном помещении прослушивания, а в нижней части - входные терминалы с клеммами. Задняя панель - съёмная, по периметру её внутренней поверхности она оклеена

тканью - брезентом шириной 30 мм и крепится 36-ю шурупами-саморезами 6×60 мм. Внешняя отделка - шпон «zebrano» (по просьбе заказчика) и полуматовый лак.

Субъективную оценку звучания АС проводил Артём Аватинян - эксперт, пианист, главный редактор русского издания GRAMMOPHONE (Англия) и журнала «АУДИОМАГАЗИН»:

«В первые же минуты слышно, что очень высоко тембровое разрешение акустической системы. Это один из самых важных, а возможно, самый важный компонент звучания. Способность убедительно передавать тембры и тональные особенности проявляется при воспроизведении записей классической музыки, в первую очередь, фортепиано, а также скрипки, органа и др. В звучании присутствует то, ради чего разработчик приступает к конструированию колонок на основе широкополосного принципа: общая звуковая гармония, подчинённость деталей целому, отсутствие разрозненности, полосных «склеек», швов.

Вместе с тем сначала ощущался недостаток энергии высоких частот, что выражалось в вуалировании графики верхнего регистра и существенном недостатке «воздуха». Я избрал среднее положение регулятора, и положение немедленно исправилось. Экспериментирование с регулятором позволяет очень точно настроить верхний регистр (по вкусу и с учётом особенностей помещения), поэтому такую функцию я считаю очень полезной. Важно заметить, что включение твиттера нисколько не нарушило общей звуковой гармонии - не появилась «отдельная» частотная полоса.

Не хочется останавливаться на разделении частотного диапазона (главным образом потому, что само звучание представляется неделимым), но о басе всё же следует сказать особо. С помощью дополнительного вуфера (для более реалистичного воспроизведения записи большого концертного органа) можно было бы получить более глубокий и эффектный нижний регистр. Однако бас этой акустической системы очень хороший: по подвижности, детальности, тональной и тембральной полноте он нисколько не уступает середине. Это говорит как о возможностях драйвера Visaton (который, правда, существенно модифицирован), так и о грамотно изготовленном НЧ-оформлении.

Моё резюме: очень музыкальная акустическая система с выверенным авторским звучанием - пример мастерской реализации широкополосной идеи».

ЛИТЕРАТУРА

1. Алдошина И. Д., Войшвилло А. Г. Высококачественные акустические системы и излучатели. - М.: Радио и связь, 1985, с. 91.

2. VISATON. Products / Kits / Fullrange Speakers. - .

Демьянов А., г. Москва

Отечественные аудиокомпоненты редко становятся объектами исследования в журнальных статьях, а между тем и у нас есть продукция, достойная и страниц Stereo&Video, и внимания искушенных любителей аудио. Таковы акустические системы Verna московского инженера Анатолия Демьянова.

Вот краткая история бренда в изложении самого А. Демьянова: «Торговая марка Verna зарегистрирована в 1992. Через год на Московской международной выставке «Интерторг-93» демонстрировались четыре модели Verna, одна из них - Verna 35-02 - выпускалась серийно. С 1994 акустические системы изготавливаются только на заказ. Некоторые разработки описаны в журнале «Радио». Для оценки качества звучания прототипов и готовых колонок я приглашаю профессиональных музыкантов, разработчиков усилительной техники и любителей домашнего аудио».

Изготовление колонок на заказ имеет неоспоримые преимущества перед серийным производством: заказчик имеет возможность участвовать в создании компонента «под себя» - в формировании его конструкции, дизайна и звукового почерка, - прозрачным в этом случае является ценообразование. Естественно, особенно удачные изделия могут выпускаться серийно, правда, сложно представить, что Анатолий не вносил бы в конструкцию изменений (мы давно знакомы, и я знаю, что он неустанно думает о совершенствовании сделанного). Описываемая акустическая система Verna 100А-022 некоторое время тому назад покинула мастерскую разработчика, сейчас она имеет хозяина. Я слушал колонки на территории Verna и дома у владельца, теперь предлагаю читателю отчет о более глубоком изучении компонента в редакции S&V.

Система в форме усеченной пирамиды состоит из двух частей: НЧ и CЧ/ВЧ, одна устанавливается на другую без какого-либо дополнительного крепления, между ними сделаны прокладки из плотного фетра (Анатолий считает, что фетр идеален с точки зрения виброизоляции). С нижней полосой (ограничена сверху 380 Гц) работает 10-дюймовая головка Infinity, в средне-верхнем звене, спереди, в симметричной конфигурации - два среднечастотника SEAS H1262 (ограничены 2500 Гц) и твитер ScanSpeak 970000; еще один высокочастотник SEAS H1149 создатель разместил на верхней панели (излучает вверх). Материал диффузоров: НЧ - композит длинноволоконной целлюлозы и полимера, СЧ - целлюлоза, ВЧ - ткань. При проектировании кроссовера инженер в первую очередь стремился получить не ровную АЧХ (сделать это, по его словам, не сложно), а оптимальную переходную характеристику в области частот раздела; компоненты фильтров подбирались с точностью 0,5%. Порт ФИ устроен в днище басовой секции, пространство для его дыхания образовано ножками-колесиками (сделаны по просьбе заказчика). Снова слово автору компонента: «Формы и пропорции акустического оформления 100А-022 оптимизированы для минимизации переотражений от передней панели, дифракционных и интерференционных возмущений, а также для расширения диаграммы направленности. Корпуса изготовлены из четырех слоев 8-мм MDF и 10-мм клееной фанеры. Внутренние соединения выполнены многожильным посеребренным проводом в изоляции из мелкодисперсного стекловолокна и фторопласта». Отделана модель натуральным шпоном зебрано (этот декор сегодня становится все более популярным). При внимательном рассмотрении колонок замечаешь, что по уровню исполнения они уступают другой High End-акустике - видны еле заметные шероховатости: шпонирования, изготовления некоторых деталей (защитных сеток, клеммной панели).

Подробный, на редкость ясный и легкий средний регистр - основа звучания. Середина гладко соединяется с обостренным и воздушным верхним регистром и суховатым, быстрым, отлично структурированным басом с некоторым дефицитом массы, НЧ-плоти. Звучание открытое, щедрое, распахнутое. Колонки поднимают уровень очень тихих деталей, тем самым как бы сокращая динамическое соотношение между материалом низкои среднеамплитудного уровня. Другими словами, то, что должно было бы звучать предельно тихо (другая акустика приучила к такой подаче), поднимается на пол динамической ступеньки, в результате пара как бы полностью выводит из тени микродинамическую область. Детальность во всем диапазоне (в первую очередь в среднем и верхнем регистрах) очень высока, порой даже слишком высока. А уместно ли в данном контексте слово «слишком», спросит читатель? Вкусы - в том числе звуковые - у людей различаются. Звучание Verna можно сравнить с фотографией очень высокого разрешения со скрупулезной и рельефной передачей фактуры (кожи, поверхности дерева, камня и т.д.) Можно привлечь аналогию с живописью, вспомнив о разных подходах к отображению объекта: одни художники исключительно подробно прорисовывали натуру, другие стремились передать общее настроение обобщенными средствами. Оба направления не лишены достоинств, оба имеют сторонников. Verna ассоциируется с первым - система преподносит музыкальную ткань - ее колористический, динамический и пространственный аспекты - соответствующим образом, очень подробно.

Могу сказать, что все это характеризует не только конкретную модель Verna, но и почерк разработчика. «Стиль Демьянова» в большей или меньшей степени проявляется в разной его акустике многополосного дизайна; его акустика на основе широкополосных излучателей (Goodmans, Visaton) звучит иначе. Нижний регистр формируется на основе высококачественной звуковой ткани, насыщен пластичными музыкальными событиями. Колонки обладают по-настоящему широким динамическим диапазоном - это подтверждается инструментально. Тональный баланс немного смещен в прохладную сторону, что заметно в первую очередь при воспроизведении академических записей рояля: в среднем и верхнем регистрах инструмента струна (металл) немного преобладает над декой (деревом) и молоточком (фильц): если оптимальное соотношение одного с другим - 50 на 50, то у Verna оно 55 на 45. Колорит приближался к нейтральному, когда я закрывал плотной тканью верхний твитер - звучание становилось более ровным в тональном отношении, исчезала легкая ВЧ-возбужденность. Можно предположить, что модель будет звучать более тонально сбалансированно в т.н. заглушенном помещении. Музыкальная перспектива близкая (слушатель ощущает себя в первых рядах партера); рельефная, объемная сцена характеризуется несколько большей плотностью событий вблизи колонок и соответственно небольшой разреженностью в центральной части образа. Притом ощущение естественного музыкального объема, живой акустической среды колонки передают великолепно. Прослушивание способствовало погружению в музыку, отсутствовали звуковая синтетика и утомление. Об уровне компонента свидетельствовали повышение интереса к разной музыке, концентрация артистической атмосферы в комнате.

Что сказать в заключении... Очень интересный компонент с изыскано музыкальным и далеким от схемы звучанием. Советую обратить внимание на марку Verna.

АЧХ характеризуется плавным подъемом с максимумом на 1 кГц. Затененной оказалась область баса. Спад в левой части графика неактивный, но продолжительный, поэтому нижняя граница диапазона оказалась довольно высокой: 62 Гц (при прослушивании существенного дефицита баса не отмечалось). Судя по угловым АЧХ (сняты при отклонении от центральной оси на 30 и 60 градусов), звучание слабонаправленное. Угловые АЧХ незначительно отличаются по рельефу осевой - отраженное комнатой звучание будет спектрально близко прямому. Графики зависимости КНИ от частоты и амплитуды сигнала свидетельствуют об очень широком динамическом диапазоне модели. Особо следует отметить очень низкий уровень нелинейности в нижнем регистре, который не превышает, а при 82 и 88 дБ оказывается существенно ниже 0,5% - отличный результат. Ступенчатый импульс регистрирует, что СЧи ВЧ-головки работают в отрицательной, а НЧв положительной полярности. АЧХ входного сопротивления показывает минимум в области 6–10 кГц - меньше 3 Ом. В целом импеданс стабильный. Канал фазоинвертора настроен довольно низко - около 30 Гц.

Текст: Артем Аватинян

В данной статье вниманию читателей предлагается описание акустической системы “VERNA 50-01”. В ней использованы доступные головки громкоговорителей российского производства 25ГДН-3-4, 5ГДШ-5-4 и 10ГДВ-2-16, что позволяет радиолюбителям без особых затрат построить АС с хорошим качеством звучания.

Основные технические характеристики АС.

Номинальная (максимальная) мощность - 25(50) Вт.
Номинальное электрическое сопротивление - 8 Ом.
Диапазон воспроизводимых звуковых частот - 50...20000 Гц.
Неравномерность АЧХ в диапазоне 100...8000 Гц - +/-3 дБ.
Уровень характеристической чувствительности - 85 дБ/Вт/м.
Суммарный коэффициент гармонических искажений при уровне звукового давления 90 дБ в диапазоне:
- 63...500 Гц - 3%.
- 500...10000 Гц - 1.5 %.
- 1000...15000 Гц - 1%.
Габариты - 220x700x270 мм.
Масса - 15 кг.

Изготовление АС начинают с попарного подбора низкочастотных головок громкоговорителей после их 10...30 - часового прогона, позволяющего стабилизировать характеристики подвеса диффузоров головок. При прогоне головок 25ГДН-3-4 их поочередно подключают к звуковому генератору и подают на них сигнал частотой 65 Гц и амплитудой 18 В. Реальные чувствительности и добротности головок, устанавливаемых в одном корпусе, не должны отличаться друг от друга более чем на 10 и 5% соответственно. Рекомендуется также использовать головки с разными (в пределах 10...15 Гц) резонансными частотами. Это благоприятно сказывается на АХЧ звукового давления и уменьшает четные гармоники воспроизводимого сигнала в два раза, а это весьма важно для малогабаритных АС.

Принципиальная схема АС приведена на рис.1. В СЧ звене работает широкополосная головка 5ГДШ-5-4 с пропитанным мастикой подвесом и установленными на окна диффузородержателя, панелями ПАС. Эту головку можно заменить на 6ГДШ-5-4, но поскольку уровень ее характеристической чувствительности ниже, чем у 5ГДШ-5-4, то резистор R2 нужно взять меньшего сопротивления.

При подборе ВЧ головки следует выбрать экземпляры с наиболее низкой частотой резонанса. Затем следует разобрать головки, с тем, чтобы заменить в них звукопоглотитель. Для этого нужно отвернуть винты, крепящие акустическую линзу, затем снять саму линзу и купол головки. В качестве нового звукопоглотителя рекомендуется применить 0.5 г глазной (мелкодисперсной) ваты. Ее следует равномерно распушить и положить под купол. Затем ВЧ головку нужно собрать в обратной последовательности. Крепежные винты акустической линзы фиксируют лаком НЦ.

Коротко о фильтре. В низкочастотном звене применен фильтр L1C1L2C2R1 третьего порядка с частотой среза 550 Гц и затуханием 18 дБ/окт., в среднечастотном - полосовой фильтр первого порядка R2, C2, L3 и в высокочастотном - фильтр третьего порядка R3C4L4C5.

Катушки L1 и L2 намотаны на плоских магнитопроводах из феррита 2000НМ размерами 8x15x80 мм; L1 содержит 200, а L2 - 72 витка провода ПЭЛ-2 1,12 мм. Намотка - виток к витку. Катушки L3, L4 состоят соответственно из 140 и 147 витков провода ПЭЛ-1 0,56. Они намотаны на пластмассовых каркасах диаметром 20 и высотой 25 мм. В фильтрах применены конденсаторы К73-16 (C1-C3) и К73-21, К73-17 (C4, C5), резистор R1 - ПЭВ, R2, R3 состоят четырех включенных параллельно резисторов МЛТ-2 сопротивлением 16 Ом. Все элементы фильтра смонтированы на стеклотекстолитовой плате, которая через резиновые шайбы крепится шурупами к задней панели корпуса акустической системы.

Корпус АС (рис.2) изготовлен из пластин ДСП толщиной 16 мм и брусков сечением 20x20 мм, устанавливаемых в углах соединяемых панелей. СЧ и ВЧ-головки размещены в отсеке, отделенном от общего корпуса. НЧ блок имеет объем около 17 кубических дм, что позволяет настроить фазоинвертор, состоящий из двух трубок внутренним диаметром 30 и длиной 150 мм на частоту, близкую к резонансной частоте НЧ головок — 50 Гц. При этом уровень звукового давления на этой частоте на 5 дБ ниже уровня средней характеристической чувствительности. Неравномерность АЧХ при использовании двух головок 25ГДН-3-4 в данном объеме в диапазоне 50...500 Гц не превышает +/-3 дБ. В качестве звуко- и вибропоглотителя в НЧ блоке использован мягкий войлок толщиной 15 мм, который плотно приклеен клеем "Момент" ко всем его внутренним поверхностям. В стыках панелей корпуса поверх войлока закреплены марлевые пакеты с ватином. Трубки фазоинверторов изготовлены из стали и закреплены в отверстиях с помощью эпоксидного клея. Для увеличения жесткости и вибропотерь корпуса между отверстиями НЧ головок и фазоинверторов клеем ПВА приклеены буковые бруски.

СЧ-ВЧ блок образован двумя перегородками из фанеры толщиной 12 мм (их устанавливают в смонтированном корпусе АС без задней панели). Его объем позволяет свободно воспроизводить сигнал с частотой 300 Гц. Внутри бокса равномерно уложена хлопчатобумажная вата массой около 200 г. СЧ и ВЧ головки закреплены снаружи через фетровые кольца толщиной 3 мм.

НЧ головки также установлены снаружи через прокладки из пористой резины 3...4 мм.

Сравнительный субъективный анализ качества звучания АС показал, что "VERNA 50-01" звучит не хуже таких импортных АС, как MATRIX 805, JBL L-20, TDL NFM-2, KEF K160, K140, при гораздо меньших затратах на изготовление и настройку.

Вниманию читателей предлагается описание еще одной акустической системы нашего постоянного автора А. Демьянова. Она изготовлена на базе отечественных головок громкоговорителей: 25ГДН-3-4, 5ГДШ-5-4 и 6ГДВ-4-8 и имеет неплохие технические характеристики. Так, благодаря установленным в НЧ отсеке громкоговорителей АС панелям "мягкого" акустического сопротивления (ПМАС) удалось существенно улучшить воспроизведение низших звуковых частот, а доработка СЧ головки по методике В. Шорова позволила получить легкое и чистое звучание.

Несмотря на широкий выбор АС на российском рынке, это не снизило интереса к самостоятельному их изготовлению. Основные причины такого явления, по мнению автора, - неудовлетворенность любителей звукозаписи реальным качеством звучания АС зарубежного производства, особенно средней ценовой категории; бедный выбор отечественных промышленных систем, да и достаточно высокая их стоимость.

Главное же заключается в желании радиолюбителей-конструкторов построить АС, рассчитанную на работу в конкретном помещении и в составе имеющегося в распоряжении слушателя звукоусилительного тракта. Самостоятельному творчеству способствует и огромный рынок комплектующих элементов: головок громкоговорителей, отделочных материалов, всевозможных аксессуаров и т. п. Немаловажную роль, конечно, играет и тот факт, что созданная своими силами АС обойдется ее создателю в два-три раза дешевле промышленной.

При разработке предлагаемой конструкции самодельной АС ставилась задача - создать ее на базе постоянно имеющихся в продаже и хорошо известных широкому кругу потребителей отечественных головок громкоговорителей. В результате была разработана АС "VERNA 50А" (рис. 1), предназначенная для установки на подставки высотой 40...50 см. С ее помощью можно озвучить помещение площадью до 25 м2 и воспроизводить самые разнообразные музыкальные произведения.

Ее технические характеристики: номинальное электрическое сопротивление - 8 Ом; номинальный диапазон воспроизводимых частот - 50...20 000 Гц при неравномерности АЧХ 2 %: уровень характеристической чувствительности - 85.5 дБ/Вт/м; номинальная (максимальная шумовая) мощность - 50 (75) Вт; габариты - 215x315x600 мм; масса одного громкоговорителя АС - 25 кг.

Каждый громкоговоритель АС представляет собой трехполосный фазоинвертор с двумя НЧ головками 25ГДН-3-4. расположенными в нижнем отсеке обьемом 17 дм3, СЧ головкой 5ГДШ-5-4. размещенной в специальном боксе, и ВЧ головкой 6ГДВ-4-8. установленной в верхней части корпуса.

Передняя панель громкоговорителя (рис. 2) изготовлена из массива березы и имеет толщину 40 мм. Ее форма и расположение на ней головок выбраны с учетом их реальных электроакустических характеристик и диаграмм направленности в диапазоне частот 300...20 000 Гц.

Остальные панели корпуса громкоговорителя (рис. 3) - двухслойные: с внутренней стороны - ДСП толщиной 16 мм, с наружной - мебельная фанера толщиной 15 мм.

При склеивании клеем ПВА-Э эти материалы выдерживались под грузом (около 120 кг) в течение трех суток. Это помогло получить панели с декрементом затухания порядка 0.9 и хорошими демпфирующими свойствами. В боковых панелях часть слоя ДСП вырезана (рис. 4), что необходимо для беспрепятственной установки пластин, образующих проходы фазоинвертора.

Как видно из рис. 3, в местах соединений панели имеют выбранную "четверть", что обеспечивает максимальное вибродемпфирование и необходимую жесткость корпуса громкоговорителя. Его масса без головок и платы фильтров равна 20 кг.

Следует заметить, что использование мощной передней панели и двухслойной конструкции остальных из материалов с разным декрементом затухания не случайно. Дело в том. что при малых размерах НЧ головок, большой их массе (2 кг) и резонансной частоте 50 Гц получить хорошее звучание низких звуковых частот возможно лишь при тщательном демпфировании акустического оформления. Именно это и было реализовано с учетом указанных выше особенностей конструкции корпуса громкоговорителей АС. Его стенки не вибрируют даже во время воспроизведения музыкального сигнала с большим содержанием низкочастотных составляющих мощностью до 70 Вт.

Головки громкоговорителей закреплены в выборках передней панели корпуса. Низкочастотные головки установлены на демпфирующие уплотнительные кольца из натурального войлока толщиной 8 мм, а среднечастотная и высокочастотная - на кольца из фетра толщиной 6 и 3 мм соответственно.

Дополнительную жесткость громкоговорителя корпуса АС. а значит, и большее его демпфирование обеспечивают панели "мягкого" акустического сопротивления 1 - 4 (см. рис. 3 и рис. 5). Все они изготовлены из фанеры и вклеены в корпус. Число и площадь отверстий в панелях определялись опытным путем. Панели демпфируют основные резонансные частоты НЧ головок и уменьшают амплитуду смещения их диффузоров, в результате чего снижаются нелинейные искажения и улучшается линейность АЧХ в области 45...600 Гц.

Для достижения монолитности конструкции громкоговорителей АС в торцы их передних панелей вставлено по 30 (с каждой стороны) дубовых шкантов диаметром 8 и длиной 50 мм (на рис. 3 не показаны). Такие же шканты установлены в торцы верхних, нижних и задних панелей соответственно 13. 13 и 30 штук. Все они закреплены клеем. Шкантами диаметром 6 и длиной 40 мм усилены и торцы всех перфорированных панелей.

Среднечастотная головка 5ГДШ-5-4 установлена в стандартный пластмассовый бокс промышленного изготовления с внутренним объемом 2.8 дм3 (рис. 6).

Бокс прикреплен к внутренней поверхности передней панели четырьмя шурупами, зафиксированными эпоксидным клеем. Внутри СЧ бокс оклеен натуральным мягким войлоком толщиной 12 мм Около 1 дм3 объема бокса заполнено хлопчатобумажным ватином массой 120 г, а вся остальная его часть - хлопчатобумажной ватой из расчета 100 г/дм3. Такое звуковое демпфирование практически полностью исключило влияние внутренних резонансов на диффузор СЧ головки и обеспечило неравномерность АЧХ АС в диапазоне 500...5000 Гц не более ±2 дБ.

Проходы (щели) фазоинверторов образованы боковыми панелями корпуса (рис. 6) и металлическими пластинами из алюминиевого сплава Д16Т (рис. 7).

Пластины крепят шурупами к деревянному бруску (рис. 8) который приклеивают к передней панели корпуса громкоговорителя. Переменное сечение прохода препятствует возникновению стоячих волн и. как следствие, предотвращает появление бубнения при работе фазоинвертора. Площади отверстий и глубина прохода настроены на частоту 47 Гц. Расположение щелей фазоинвертора вдоль краев передней панели способствует снижению отражений звуковых волн от ее поверхности.

Изнутри корпус громкоговорителя оклеен мягким натуральным войлоком толщиной 17 мм. поверх которого приклеены валики из хлопчатобумажного ватина диаметром 50 и длиной 150 мм. Внутренняя поверхность передней панели предварительно залита смесью клея ПВА-Э с опилками бука, толщина высохшего слоя - 5 мм.

По нижнему и верхнему краям задней панели вклеены буковые трехгранные бруски-уголки со стороной 30 мм. Такой же брусок установлен между нижней и передней панелями. Бруски снимают продольные напряжения, возникающие при деформациях корпуса и при установке громкоговорителей АС на недостаточно массивные и жесткие подставки.

Внешняя поверхность передней панели каждого громкоговорителя тонирована "под красное" дерево, а остальные отделаны шпоном красного дерева. Передняя панель имеет съемную рамку, затянутую акустически прозрачной тканью.

Принципиальная схема разделительных фильтров приведена. на рис. 9. НЧ и СЧ головки включены через фильтры L1R1C1 (6 дБ/окт) и R2C2-C6L2 (6 дБ/окт) соответственно, а ВЧ головка - через фильтр (18 дБ/окт) R3C7C8L3C9-C11. Детали фильтра размещены ча плате из фанеры толщиной 10 мм размерами 100-55 мм. Монтаж выполнен без применения соединительных проводов, их функции выполняют выводы деталей. При сборке использованы резисторы: ПЭВ-8 (R1) и С5-16МВ-5В (R2. R3). Все конденсаторы К73-16 на рабочее напряжение 63 (CI, С2) и 160 В (остальные).

Катушка L1 намотана на магнитопроводе размерами 8х15х85 мм из феррита 2000НМ. Ее обмотка состоит из 240 витков провода ПЭЛ-1 1.12. Намотка виток к витку в три слоя.

Обмотки катушек L2, L3 размещены на цилиндрических каркасах промышленного производства диаметром 18 и высотой 20 мм. Первая из них содержит 212. а вторая - 120 витков провода ПЭЛ-1 0.56. Обмотки готовых катушек пропитаны клеем БФ-4 и стянуты хлорвиниловой лентой.

Плата с разделительным фильтром установлена в нижней части задней панели корпуса громкоговорителя. Б непосредственной близости от нее размещена панель с зажимами для подключения громкоговорителя к усилителю мощности.

Для соединения фильтров с СЧ и НЧ головками и входными гнездами использовано по два многожильных (17 жил) посеребренных провода с площадью сечения 1,8 мм (рис. 9) в фторопластовой изоляции.

У головок, предназначенных для установки в громкоговорители, были тщательно проверены основные технические характеристики: номинальное электрическое сопротивление постоянному току, частота основного резонанса, уровень характеристической чувствительности и модуль полного электрического сопротивления в воспроизводимом диапазоне частот. Проверка проводилась по ГОСТ 16122 - 67 "Громкоговорители. Методы электроакустических испытаний" [ 1].

Отобранные для работы в громкоговорителях АС НЧ головки имели сопротивление постоянному току 3,53 (две) и 3,58 (две) Ом, частоты основного резонанса 47 (две) и 50 (две) Гц, уровень характеристической чувствительности 85.4 дБ/Вт/м.

В качестве СЧ головок были взяты экземпляры с сопротивлением звуковых катушек 3,68 и 3,66 Ом. с основными резонансными частотами 173 и 171 Гц и уровнем характеристической чувствительности 92 дБ/Вт/м.

СЧ головки были доработаны по методике, предложенной В. Шороеым . предполагающей пропитку их диффузоров мастикой на основе герлена и установку на окна диффузородержателей ПАС. состоящих из двух-трех слоев синтетического материала, изготовленного в соответствии с ТУ 17 РСФСР 35-3941 - 81.

Отобранные для АС ВЧ головки имели сопротивление постоянному току 6,24 и 6,3 Ом. основные резонансные частоты 2510 и 2530 Гц. характеристическую чувствительность 92 дБ/Вт/м.

ВЧ головки также подверглись небольшой доработке. Для этого они были разобраны, звуковые катушки отцентрированы заново, а количество звукопоглотителя внутри их куполов увеличено в три раза.

Для измерений и настройки использовалась следующая измерительная аппаратура: звуковой генератор ГЗ-34. вольтметр универсальный В7-26. осциллограф С1 -91. измеритель высокочастотный Е7-9. мультиметр Ф4800. а также эталонные катушки индуктивности и конденсаторы.

При самостоятельном изготовлении конструкции следует придерживаться следующей последовательности сборки.

Вначале тщательно отобрать материалы. Склеиваемые поверхности обработать крупнозернистой наждачной бумаюй. Клей ПВА-9 используется для склеивания двухслойных панелей корпуса. В остальных случаях в качестве клея применяется смесь из ПВА-Э и мелких опилок ДСП (бука, дуба) в соотношении 10:3.

Затем из подготовленных панелей следует собрать каркас - без передней и задней панелей и зафиксировать его "прямые" углы с помощью металлических уголков и струбцин - до полного высыхания клеевой смеси (двое-трое суток).

Теперь согласно реальным внешним и внутренним размерам нужно изготовить передние и задние панели (см. рис. 2 и 3). На внутренней поверхности передней панели, вдоль отверстий выхода фазоинверторов. установить пластины (рис. 7), прикрепленные шурупами к брускам (рис. 8).

После этого шурупами с внутренней стороны передней панели корпуса громкоговорителя закрепляют СЧ бокс. Затем с помощью клея устанавливают на свое место в каркасе переднюю панель и выдерживают ее в течение четырех суток под грузом 50... 100 кг. После чего в торцы передней панели вставляют деревянные шканты.

Внутрь корпуса, согласно рис. 3, склеивают панели ПМАС (рис. 5) и выдерживают их двое-трое суток. При этом панель 1 (см. рис. 5) устанавливают в конце сборки корпуса, т. е. после установки задней панели.

На боковых панелях, вдоль изогнутой части пластин фазоинверторов. вплотную к ним эпоксидным клеем приклеивают панели из фанеры толщиной 12 мм так, чтобы образовались проходы.

НЧ отсеки громкоговорителей АС оклеены мягким натуральным войлоком толщиной 17 мм. Во все их углы вклеены изготовленные из хлопчатобумажного ватина валики диаметром 40 и длиной 100 мм. Во избежание передемпфирования валики из ватина не устанавливают рядом со входом фазоинверторов ближе 60...70 мм.

И последнее. Для сохранения величины характеристической чувствительности рекомендуется для подсоединения АС к усилителю применять многожильный провод большого сечения.

При субъективном прослушивании АС в качестве источников сигнала использовались проигрыватели компакт-дисков "PIONEER PDS502" и "DENON 1015м и электропроигрыватель для воспроизведения записи с виниловых грампластинок "PIONEER PL640".

Помимо оценки звучания AC "VERNA 50А", проводилось его сравнение с звучанием АС средней и выше средней стоимостных групп: "Status S50" фирмы AR (США) и "АЕ 520" фирмы Acoustic Energy (Англия).

Слушателям были предложены грампластинки с записями классической музыки русских и зарубежных композиторов ("Всенощное бдение" С. Рахманинова, "Шехерезада" Римского-Корсакова, "Двадцать четыре каприса" Н. Паганини) и компакт-диски с записями эстрадной ("Cadavrexguis" - Amanda Lear, "Na Na Hey Hey" - Донна Саммер, сборник "Весь этот джаз"), а также национальной японской, индийской и китайской музыки ("Tai Chi Too", "Shaman", "Seven Times Seven" - Oliver Shanti).

Прослушивание проводилось в несколько этапов в течение четырех дней. Присутствовали любители звукозаписи с большим стажем, разработчики АС. студенты Московской консерватории.

Все слушатели отметили чистое, неискаженное звучание AC "VERNA 50А" на минимальной (1...4 Вт) и средней (20...30 Вт) мощности. Никто из экспертов не испытывал утомления, даже при длительном прослушивании, в то время как звучание AC "Status S50" и "АЕ 520" начинало их утомлять уже через 20...30 мин.

Литература

И. А. Алдошина, А. Г. Войшвилло. Высококачественные акустические системы и излучатели - М. Радио и связь. 1985.
В. Шоров, П. Попов. Повышение качества звучания громкоговорителей - Радио. 1983. № 6. с. 50-53.