Материал: Проектирование и конструирование высококачественных акустических систем. Бадаев А.С

резонансной частоты). Частоты среза НЧ-СЧ и ВЧ звена фильтров слегка разнесены для выравнивания АЧХ в области совместной работы ГГ. Применение разделительных фильтров нечетных порядков позволило, кроме того, улучшить диаграмму направленности АС, поскольку ВЧ головка расположена под НЧ-СЧ динамиком. Реактивные элементы L1, L2, С1 и С3 рассчитаны согласно табл.

5.3 для фильтров всепропускающего типа, по формулам:

R — сопротивление головки на частоте раздела, Ом, fр — частота

раздела, Гц.

Сопротивление ГГ носит индуктивный характер и увеличивается с ростом частоты, поэтому разделительный фильтр, будучи нагруженным на ГГ, сможет обеспечить расч тное затухание, строго говоря, лишь в одной точке. Для более высоких частот затухание будет уменьшаться по сравнению с рас- ч тным вследствие увеличения модуля электрического сопротивления. В идеальном случае модули НЧ-СЧ и ВЧ ГГ должны быть одинаковыми и постоянными во всей полосе пропускания фильтра. С целью компенсации изменения модуля электрического сопротивления НЧ-СЧ ГГ (в случае ВЧ ГГ модуль во всей рабочей полосе частоты изменяется очень слабо) принимают компенсирующие RC-цепи, включаемые параллельно ГГ (в нашем случае R1С2). При

этом R1 выбирают равным номинальному сопротивлению ГГ, а мкость

включенного последовательно с резистором конденсатора рассчитывают по формуле:

f > f0.

Как правило, ГГ в многополосных АС имеют различные значения номинальных сопротивлений и уровня характеристической чувствительности. Для выравнивания уровней звукового давления ГГ применяют делители. В рассматриваемом примере (рис. 5.46) чувствительность НЧ-СЧ ГГ — 88 дБ, ВЧ ГГ —

145

90 дБ, поэтому в схеме был использован аттенюатор на резисторах R2 и R3, которые рассчитываются по формулам

R2 = Rн (1− К) и R3 = RнК/(1− К),

где Rн — номинальное электрическое сопротивление головки, К — ко-

эффициент, обратный величине требуемого затухания делителя: К =1/n, где n — затухание, выраженное в абсолютных единицах [8].

Катушки L1 и L2 намотаны на немагнитных каркасах медным проводом

1.0 и 0.5 мм соответственно, конденсаторы использовались полипропиленовые «Solen» (Франция) рабочим напряжением 250 В с малыми значениями тангенса угла диэлектрических потерь – 10-4. В любых АС последовательные индуктивности, особенно у НЧ ГГ, следует выполнять проводом сечением не менее 1.0 мм, а лучше большим, желательно использовать катушки без сердечников. Габариты фильтров позволяют смонтировать их непосредственно на клеммнике «bi wiring» без всяких печатных плат, используя качественные скрутки выводов элементов с их облуживанием.

Иногда для коррекции АЧХ применяют режекторные фильтры, например, если на АЧХ ГГ имеется пик, увеличивающий общую неравномерность АЧХ АС, то перед ГГ с компенсирующей цепочкой устанавливается режекторный фильтр с АЧХ, обратной АЧХ ГГ с пиком (рис. 5.47).

Рис. 5.47. Режектирующее звено: а) принципиальная схема; б) АЧХ

Возвращаясь к теме выбора ГГ с характеристиками, близкими к идеальным, следует отметить, что в этом случае весь фильтр 2-х полосных АС может представлять собой один конденсатор, включенный последовательно с ВЧ ГГ без лишних и ненужных реактивностей и активностей. Существуют и другие подходы, например, фильтры АС «Корвет» 75АС-001 [11, рис. 1.35].

146

Всхеме этих фильтров для 2-х АС в случае стереовоспроизведения использованы 16 индуктивностей и 26 конденсаторов, общей мкостью ~ 250 мкФ. Если в этой схеме использовать аудиофильские компоненты, то стоимость фильтров значительно превысит стоимость всего остального, что останется от АС.

5.5.Конструкции разработанных АС

Вэтом разделе представлены конструкции некоторых разработанных АС, выполненных в различных акустических оформлениях, обсуждаемых в п. 5.3. Практически все проекты защищались в выпускных квалификационных работах студентов, участвовали в выставках-конкурсах научно-технического творчества студентов, аспирантов и молодых ученых Воронежского Государственного технического университета, докладывались на конкурсах научноисследовательских работ. Некоторые работы отмечены дипломами и грамотами ВГТУ и были опубликованы. Основные характеристики разработанных АС и использованных в них ГГ приведены в табл. 5.5 и 5.6.

5.5.1. Открытое оформление

На рис. 5.48 представлены АС на основе 2-x широкополосных (ШП) ГГ

8ГДШ-1 и ВЧ излучателя 6ГДВ-2, включенного через фильтр первого порядка, конструкция собрана в корпусах АС «Симфония» с габаритами 71 х 35 х 29 см, откуда были извлечены штатные ГГ, включая 6ГД-2, которым с Qn редко

меньшей 0,6 и Vэ редко меньшим 200 дм3 , в закрытом корпусе Vк ≈ 60дм3 делать нечего.

Рис. 5.48. АС типа «открытый корпус» на основе 2-х ГГ 8ГДШ-1 и 6ГДВ-2

147

Задняя сторона АС закрыта съемной рамкой, покрытой акустически прозрачной сеткой. Корпус усилен стяжками, его стенки покрыты звукопоглотителем.

Вконструкции использованы доработанные широкополосные ГГ 8ГДШ-1

иВЧ ГГ — 6ГДВ-2, включ нные через фильтр первого порядка.

Диффузоры ГГ 8ГДШ-1 с 2-х сторон пропитаны раствором изобутилового каучука на бензине для уменьшения неравномерности АЧХ.

Схема АС с поворотной СЧ-ВЧ секцией, выполненной в виде акустиче-

ского экрана, приведена на рис 5.49.

Габариты поворотного экрана: нижняя сторона — 32 см, верхняя сторона — 18 см; высота — 38 см, он смонтирован на магните внешней верхней НЧ ГГ. Размеры экрана вполне достаточны, поскольку СЧ ГГ начинает свою работу с f = 350 Гц, а ВЧ с f = 3 кГц. В качестве СЧ излучателя используется ШП ГГ 25 ГДШ-9Д, в качестве ВЧ излучателя — изодинамическая ГГ 25ГДВ-1 (10ГИ-1). Обе ГГ были доработаны: у 25ГДШ-9Д был удален ВЧ рупорок, на его место, на керн магнитной системы установлен фазорассеиватель в виде «пули» из диамагнитного материала. Его форма рассчитывалась таким образом, чтобы совместно с образующей диффузора сформировать экспоненциальный рупор. Диффузор с обеих сторон был пропитан раствором изобутилового каучука, в окна диффузородержателя вклеена «панель акустического сопротивления» (ПАС) — все для улучшения равномерности АЧХ. Несмотря на высокие характеристики, 25ГДВ-1 обладает рекордно низкой для ВЧ излучателей чувствительностью, именно поэтому она неоднократно заменялась в АС, в которых была изначально установлена. Поэтому ее доработка была направлена на улучшение этого параметра посредством конструирования экспоненциального рупорного «узкогорлого» ВЧ излучателя на ее основе [21].

Рис. 5.49. Схема АС с СЧ-ВЧ секцией в виде акустического экрана

148

Во-первых, для увеличения магнитной индукции в зазоре расстояние от магнитов до мембраны с напыленной плоской катушкой было уменьшено до 1 мм. Пластиковая декоративная накладка одновременно является выходной частью рупора, внутренняя часть экспоненциального рупора формируется своеобразным рассеивателем, позволяющим расширить диаграмму направленности излучателя. На задней панели ГГ были убраны демпферы и проделаны два прямоугольных отверстия, как и в передней панели (рис. 5.50).

Внутри магнитной системы ГГ сформирована предрупорная камера с коэффициентом трансформации n = 3 излучающей мембране для расширения полосы воспроизводимых частот. Предрупорная камера и вход в рупор сформированы с помощью вклеиваемых вставок из полистирола (пластика с высоким декрементом затухания). Для получения максимально широкой полосы воспроизводимых частот вставки должны быть как можно ближе к излучающей мембране, ее демпфирование было улучшено. Кроме того, для увеличения магнитной индукции в зазоре пластиковые рамки-держатели магнитов были сточены, в итоге расстояние от магнитов до мембраны составило 1 мм.

Таким образом обе ГГ, установленные в экране, излучают «вперед-назад» и формируют дипольный излучатель, имеющий диаграмму направленности в виде «восьмерки» в горизонтальной плоскости, что очень благоприятно, особенно, при многоканальном воспроизведении. С этой же целью обе НЧ ГГ установлены сверху в непосредственной близости от СЧ, ВЧ излучателей. Подобные небольшие экраны с различными отечественными ШП излучателями неоднократно изготавливались и использовались в качестве тыловых АС в системах домашнего кинотеатра.

Рис. 5.50. Доработанная рупорная ГГ 25ГДВ – 1

149