Акустическая система с расширенным СЧ диапазоном.

    Первой и, наверно, самой важной предпосылкой, что бы взяться за тему построения акустических систем (АС) послужило неудовлетворение имеющимися АС. Стало это неспроста. Последнюю пару лет мне довелось послушать много различных АС, и в гостях, и на выставках.  Далеко не многие готовые системы понравились мне. С другой стороны, все это время шла оживленная дискуссия о построении АС. Разными людьми было выражено много интересных и разумных доводов, мыслей, суждений. За это я всем очень благодарен. Постепенно у меня кристаллизовалось свое понимание о том, как надо делать высококачественную АС для дома. Ниже я попытаюсь привести свой ход мысли и получившиеся выводы. Они не претендуют на окончательный вариант, но на данный момент, это мое видения в рамках поставленной задачи.

Задача.

    Я выделил на решение сумму от 500 до 1000$. Не то что бы сразу так, а вобщем. АС, особенно если их разрабатывать, а не повторять уже сделанное кем то, строятся не быстро и расходы будут размазаны во времени. Технически задача может быть сформулирована так. Результирующая АС должна быть музыкальной, соответствовать ценовой категории минимум раза в три повыше себестоимости и не иметь недостатков, на которые я обратил внимание. Системы должны иметь чувствительность не менее 90дБ/Вт/м, это продиктовано невысокой мощностью имеющегося у меня усилителя без обратных связей. Габариты АС должны быть умеренными, комната у меня 11 м.кв. и ставить что-то громоздкое я просто не смогу. По этой же причине залезать в глубокий бас нельзя, комната загудит и станет совсем плохо. Устанавливаю себе ограничение в 50-55Гц.

Проблемы и решения.

• Если человеческий голос, как музыкальный инструмент, к звуку которого слух более всего привычен, попадает на частоты раздела в многополосных АС, то очень трудно, почти невозможно, сделать незаметным такой переход. Страдает чистота передачи. Наиболее разумным решением сейчас многие считают сделать так, что бы весь голосовой диапазон воспроизводился бы одним динамиком. По сути это от 150-200Гц до где-то 8кГц.
• Все широкополосные динамики, в той или иной мере, страдают от воспроизведения низкочастотных сигналов. Тут и искажения, связанные с эффектом Доплера и просто нелинейность подвеса по отношению к среднечастотным составляющим из-за большой механической амплитуды колебаний на НЧ. Значит широкополосный динамик уже нельзя будет использовать, надо его снизу подпереть отдельной низкочастотной секцией. Что бы минимизировать искажения частоту раздела надо взять на пределе голосового диапазона - 150Гц.
• На высоких частотах диаграмма направленности широкополосного динамика становится очень изрезанной. Связано это и с большой площадью излучения и с резонансными явлениями в большом диффузоре. Реально мне не удалось подобрать широкополосный динамик с удовлетворительной направленностью на ВЧ. Что ж, придется подтянуть и сверху систему высокочастотным динамиком. Частоту раздела так же надо брать недалеко от границы голосового диапазона. Я остановился на частоте 8-10кГц.
• Не раз и в прессе и в личных беседах я встречал суждение, что расширение диапазона воспроизводимых частот выше слышимого диапазона в 20кГц благотворно сказывается на передаче атмосферы зала, детальности. Возможно, это даже не связано с передачей ультразвуковых колебаний, которые редко встречаются на виниловых пластинках, а на СД их нет в принципе, а просто в этом случае уровень фазовых и временных искажений в верхнем ВЧ диапазоне становится меньше, появляется запас сверху. Коли у меня все равно будет ВЧ динамик, да, к тому же, не нагруженный верхним СЧ диапазоном, то он вполне сможет выполнить роль супертвиттера.
• Передача низкочастотных составляющих больная проблема почти всех АС. Так уж устроены системы, что групповое время запаздывания (ГВЗ) растет на низких частотах. Нередко ГВЗ достигает десяти, а то и десятков мс. При передаче синусоидального сигнала этого не заметить. Лучше всего заметить это запаздывание на быстрых композициях, сопровождаемых либо частыми ударами по бочке (большому барабану) или при быстрой игре на бас гитаре или контрабасе. Начните отбивать ногой ритм по тарелкам или просто по музыке и сразу заметите, что эта НЧ секция не попадает в ритм, она отстает. АС с фазоинвертором, пассивным радиатором или бандпассом конструктивно запрограммированы на наличие всплеска ГВЗ на НЧ. Обратный рупор мне так же не нравится. На частоте раздела у него происходит большой скачек акустического расстояния между прямым излучением и излучением рупора. Открытый ящик (ОЯ) окажется великоват, к тому же колонки у меня стоят близко к стенам, а ОЯ нельзя ставить близко от стен. Остается оформление в виде закрытого ящика (ЗЯ).

Вывод.

    Буду делать АС трехполосную. НЧ секция в ЗЯ и работает в диапазоне от 50 до 150Гц. СЧ секция должна базироваться на хорошем широкополосном динамике и работать в диапазоне 150Гц-10кГц. ВЧ секция работает от 10кГц и не должна ограничиваться 20кГц, хотя бы 25кГц, а лучше 30-50кГц. Фильтры второго порядка, поскольку ниже слишком слабо ослабление чужой полосы и звучание размазывается, а больший порядок вносит заметные фазовые искажения. Фильтры высокого порядка интересны при построении АС для передачи большой мощности.

Подбор динамиков.

    Итого для НЧ секции мне нужен басовик с чувствительностью от 90дб/Вт/м, под ЗЯ и с нижней частотой в оформлении 50-55Гц. Непростое оказалось дело. Во-первых, это динамик с диффузором не менее 10" диаметра. Во вторых надо брать бумажный динамик, поскольку широкополосники бумажные, а характер звучания нельзя менять. Хороший динамик SEAS W21EX-001. С учетом дополнительного сопротивления фильтров и проводов его добротность подрастает и ЗЯ около 40-50л от обеспечит нужные параметры. Вот только стоит он не слабо 197 евро за штуку (Самоделка), этак бюджета может не хватить. Еще интересный динамик JBL 123A и несколько его более новых модификаций. Но ящик ему нужен 140л, да и граничная частота окажется ниже требуемой, около 38Гц. Были и другие претенденты. В том числе рассматривались варианты парного использования головок меньшего размера. Многие из НЧ драйверов для ЗЯ не подошли по чувствительности. В конце концов я остановился на  динамике В2502.8 производства Калужской фирмы АСА. К сожалению отдельных параметров его они не представили, но на основе него был сделан динамик В2512.8. У него двойной магнит, от чего чувствительность повысилась от 90 до 93 дБ/Вт/м, но добротность упала и В2512 уже требует оформления ФИ (в документации приведены неточные данные Qt=0.4, а не 0.5, а Qe=0.5, а не 0.65, это комментарии представителей АСА Лаб). Я остановился на динамике В2502.8, благо и цена у него приемлемая, 1300руб за штуку.

    При подборе широкополосного динамика выбор оказался большой, но многие динамики трудно приобрести. Среди фирм претендентов были Goodmans, Tannoy, Fostex, Lothers и другие. Из всего многообразия мне приглянулся динамик FE166E фирмы Fostex. Чувствительность у него даже несколько выше требуемой, 94дБ/Вт/м. Очень порадовала полоса 50Гц-22кГц с небольшой неравномерностью. Так же у него не сильно портится диаграмма направленности до 10кГц. А низкая частота собственного резонанса не даст призвуков и ГВЗ вплоть до 100-150Гц. Да и цена не кусается, 95$ (Когерер).

    Выбор высокочастотного динамика оказался не менее сложным. После консультаций со специалистами, прослушиваний, я решил, что он должен быть либо с шелковым куполом, либо ленточный. И тут у Fostex так же нашелся подходящий динамик FT7RP. У него и чувствительность 93дБ/Вт/м, и полоса до 45кГц и направленность хорошая. Да и цена, хотя и не малая для твиттера, но для ленточного вполне разумная 128$ .

    Что же получилось в сухом остатке. Немного подкачал басовик по чувствительности, был бы 93 дБ/Вт/м, стало бы совсем хорошо. Но, помня все свои поиски в течении 3-х месяцев, я доволен. Все динамики обладают импедансом 8 Ом, что так же хорошо, не потребуется согласовывать.

Следующие разделы я выделяю на отдельные страницы. Публиковать я их буду по  мере готовности. Они уже будут с картинками.

Конструирование.

Сборка.

Наладка.

Результат.

Отделка.

_________________________________________________________

Сайт Мусатова Константина