Модернизация АС 35АС-012 (S-90) (Часть 1)

Первой отечественной АС, отвечающей требованиям на аппаратуру Hi – Fi (начальные буквы английских слов high fidelity – высокое качество, высокая верность воспроизведения звука), явилась акустическая система "S-90" 35АС-012: трехполосная, фазоинверторного типа, используются громкоговорители 30ГД-1, 15ГД-11, 10ГД-35. На базе этой модели созданы акустические системы 35АС-016 (с фазоинвертором), 35АС-018 (с фазоинвертором), 35АС-008 (закрытая), 35АС-015 (с пассивным излучателем). Все они имеют близкие параметры и отличаются  внешним видом [1].  В настоящее время эта, в некоторой степени, перестала удовлетворять запросы любителей качественного звуковоспроизведения. Учитывая то, что на нынешнем рынке представлен довольно широкий спектр дорогостоящей современной акустической аппаратуры, но не всегда качественной, рассмотрим варианты  доработки пары акустических систем "S-90" 35АС-012, выпущенных в 1985 году Рижским радиозаводом им. А. С. Попова, укомплектованных более новыми, на то время, разработками  НЧ, CЧ головок - 30ГД-2 и 15ГД-11А.  Принципиальная электрическая схема и схема расположения деталей фильтра АС приведены на рисунке 1.

а)

б)

Рис. 1. Фильтр электрический акустической системы "S – 90" 35 АС-012: а -  принципиальная электрическая схема; б – расположение элементов на плате

Конденсаторы С1, С2, С4-7 применены тапа МГБО-2, С9, С8 – К73-11. Элементы фильтра смонтированы на 12 мм фанере размерами 210 х 160 мм. Катушки индуктивности установлены в горизонтальном положении и, к тому же, L1, L2 и L3, L4 вплотную между собой соответственно.  Сам фильтр закреплен на задней стенке внутри корпуса АС сзади НЧ головки.

Корпус 

Аккуратно извлекают защитные решетки головок и сами головки, фильтр и остальные элементы, которые будут ограничивать доступ к внутренним поверхностям стенок корпуса. Проводят профилактику герметичности. Промазывают изнутри силиконовой герметизирующей массой стыки стенок и посадочные места под НЧ, СЧ динамики. Заделывают силиконом (при необходимости) щели между задней, боковыми, нижней и верхней стенками с наружной стороны корпуса, предварительно очистив их от пыли, грязи и клея. Чтобы не испачкать герметикой шпоновую отделку корпуса, ее вокруг щелей закрывают бумажным строительным скотчем. Лишний герметик удаляют. После его отвердевания, острым ножом под металлическую линейку вдоль кромок скотча, в местах его сопряжения с герметизирующим составом, проделывают неглубокий прорез. Скотч удаляют. Герметик используют под цвет корпуса или прозрачный. 

Среди многих радиолюбителей, дорабатываемых  "S-90", распространенное средство борьбы с вибрациями панелей – увеличение их жесткости путем применения дополнительных "ребер жесткости" (планок), распорок и т. п. Также дополнительно покрывают внутренние стенки звукопоглотителем. Что не всегда оправданно, поскольку такие меры приводят к уменьшению внутреннего объема корпуса, что, в свою очередь, уменьшает и даже исключает эффективность работы фазоинвертора.

Простое увеличение жесткости стенок применением дополнительных "ребер жесткости" или утолщения панелей лишь повышает резонансные частоты панелей и меняет характер распределения их вибраций и излучения, так как изменяются число вибрирующих поверхностей и их размеры. Утолщение панелей, кроме того, увеличивает вес и стоимость оформления. Поэтому для изготовления оформления более целесообразно применять материалы, обладающие повышенными внутренними потерями колебательной энергии при их деформации (повышенным "внутренним трением"), а также достаточно высокой упругостью. Такие материалы, называемые вибродемпфирующими или вибропоглощающими, можно нанести на обычные панели. Вибропоглощающие материалы превращают часть колебательной энергии вибраций в тепло и увеличивают механическое сопротивление панелей, чем понижают амплитуду вибраций. Особенно эффективно вибродемпфирование при резонансных частотах, когда возрастают амплитуды вибраций и деформации на изгиб или сдвиг. Применение на панелях акустического оформления вибропоглощающего покрытия приводит к увеличению общей жесткости панели, а поэтому представляется возможным в 1,5 - 2 раза снизить толщи¬ну панелей без опасения увеличения их вибраций [2]. Поэтому, на внутренние поверхности стенок дорабатываемых АС наносят самоклеющийся вибропласт толщиной 1,5 - 2 мм (гибкий и эластичный вибропоглощающий материал, представляющий собой полимерную самоклеющуюся композицию, сдублированную с алюминиевой фольгой, рис. 2, применяется для снижения вибраций кузовных деталей автомобилей). 

Рис. 2 Вибропласт

Для идеально плотного прилегания к поверхности виброизолирующих материалов, изнутри стенки корпуса необходимо подготовить. А именно, ошкурить наждачной бумагой средней зернистости и загрунтовать, например, нитролаком или клеем ПВА. После этого размечают и вырезают необходимые заготовки из куска вибропласта (на некоторых материалах есть специальная разметка в виде формованных квадратиков 1 х 1 см, что позволяет обойтись без линейки и маркера). Отгибают на заготовке уголок защитной пленки и прикладывают ее на намеченное место. Прилагают край материала к поверхности и постепенно, аккуратно разглаживая его, удаляя при этом пленку, наклеивают весь кусок. Окончательно прикатывают материал с помощью ролика, добившись максимального прилегания. 

Звукопоглощающее покрытие увеличивает звукопоглощение низших частот до 500…1000 Гц. Степень звукопоглощения должна быть пропорциональна площади поверхности покрытия. Если крепить его на стенках корпуса не вплотную, а на расстоянии 20 – 50 мм от них, то звукопоглощение на частотах ниже 500 Гц увеличивается [2]. Данное условие изготовителем 35АС-012 выполнено – маты с хлопчатобумажной ватой в достаточном количестве расположены на некотором расстоянии от стенок (примерно в центральной части ящика). Поэтому дополнительно покрывать стенки звукопоглотителем не только бесполезно, но и вредно. Валики или подушки из звукопоглощающего материала, подвешенные в геометрическом центре АС дают такие же результаты, как и размещение его на стенках ящика.

Рис. 3. Герметизация швов туннели фазоинвертора

Конструкция порта фазоинвертора 35АС-012 имеет форму изогнутого туннеля необычной конфигурации в поперечном сечении. Это вызвано целью удовлетворения следующим условиям: жесткость и отсутствие резонансных призвуков в материале порта. Он состоит из двух склеенных пластиковых деталей. Места склейки оглядывают. Обнаруженные при осмотре щели заливают дихлорэтаном. После чего в этих точках обе части порта фазоинвертора стягивают струбцинами и высушивают – рис. 3. Полезно также будет оклеить его стенки полосками вибропластом. После такой обработки пластик порта становится жестким и глухим. Рекомендуется установить панель акустического сопротивления (ПАС) на выходе порта фазоинвертора. Это техническое решение, защищенное авторским свидетельством СССР № 577699, позволяет снизить акустическую добротность головки громкоговорителя в несколько раз. Акустическая система с такой ПАС звучит более естественно, без "бубнения" [3,4]. 

Известно, что звук в твердых материалах распространяется гораздо лучше, чем в воздухе. При воспроизведении музыки, вибрации АС передаются полу, а через него и другим электронным компонентам Hi-Fi системы. Чтобы сохранить высокую устойчивость и стабильность акустических систем, не потерять в динамике и точности звуковой сцены, и при этом избежать передачи вибраций от акустических систем к полу, пластмассовые ножки корпуса АС заменяют резиновыми, формы усеченного конуса, диаметром основания 28 мм, высотой 15 мм.  Конечно, возможен иной вариант - использование шипов в качестве опор для акустических систем. Такое решение, по заявлению производителей прогрессивной аудиотехники, размыкает паразитную механическую связь звуковоспроизводящего оборудования с поверхностью, на которой оно установлено. Это предотвращает распространение нежелательных вибраций и их влияние на процесс звуковоспроизведения. В результате, обеспечивается качественное воспроизведение. Недостатки – проблема царапин, а значит, возникает необходимость использования пятачков под шипы, каменных плит и т. п., что не всегда удобно и оправдано. Существуют также опоры неразъемные (шипы с подставками), но они имеют и цену соответствующую.   

Наиболее слабое звено

Частотная характеристика среднечастотной динамической головки 15А - 11А имеет резкий спад выше 4,5 кГц – рис. 4, а,  акустическая добротность составляет порядка 11,8. А чем выше добротность колебательной системы, тем сильнее она подчеркивает частоты, совпадающие с резонансными, или близкие к ним. Что, практически, исключает возможность получения полноценного неискаженного  звучания при включении ее через полосовой фильтр СЧ, если не принять необходимые меры.  Для устранения первого недостатка используют следующею методику. 

а)

б)

Рис. 4. Среднечастотная динамическая головка 15ГД-11А (20ГДС-4-8): а – АЧХ звукового давления; б) – габариты и установочные размеры [3] 

Отмачивают пылезащитный колпачок головки жидкостью для снятия лака с ногтей, можно растворителями 646, 647 и другими. Аккуратно извлекают его скальпелем (рис. 5, б). Помните, что из-за сильного действия поля магнитной системы на инструмент из стали, неосторожными движениями, можно повредить элементы динамика! Далее вытирают ватным тампоном, смоченным в той же жидкости для снятия лака, диффузор от клея. Промазывают клеем "Момент" нижнюю часть рупора и верхнюю часть звуковой  катушки. Просушивают 10 - 15 минут. Опять промазывают обе детали  и сразу соединяют их, слегка прижимая (рис. 5, д). Рупоры устанавливают как новые, так и извлеченные, вышеизложенным способом, из старых динамиков (рис. 5, в).

а)

б)

в)

г)

д)

Рис. 5. Приклеивание рупора в 15ГД-11А: а - головка динамическая 15ГД-11А; б - извлечение пылезащитного колпачка; в - головка динамическая широкополосная 10ГДШ-1-4 (10ГД-36К); г - высокочастотные рупоры 10ГДШ-1-4; д – этапы подгонки рупора для 15ГД-11А

Приклеенный рупор разработан для динамической головки 10ГДШ-1. Для нашего случая его следует подогнать. Подгонка заключается в его подрезании, измеряя при этом АЧХ динамика. Для этого размещают динамик на одной оси с микрофоном (желательно измерительным), в пределах 40 – 50 см, в комнате не ближе 1 - го метра от стен, мебели и т. п. Микрофон подключают в соответствующий порт видеокарты компьютера, а динамик к усилителю компьютерных АС. Запускают программу RightMark 6.2.3 и проводят измерение АЧХ. Срезают край рупора, примерно 1 см. Измеряют АЧХ и сравниваем ее с предыдущей. Операцию повторяют до тех пор пока не получат наиболее ровную АЧХ в приделах средних частот, увеличивая тем самым их диапазон до 10 кГц (рис. 6).

Рис. 6. Амплитудно-частотная характеристика головки 15ГД-11А с дополнительным высокочастотным рупором

Второе и последующие подрезания следует проводить очень аккуратно, срезая не более 3 мм. В итоге, боковая поверхность рупора внутри  составила около 7 мм (от пылезащитного колпачка до края обрезки) – рис. 5, д. Обрезка выполняется маникюрными ножницами, поскольку они оказались самым приемлемым инструментом для такого вида работы, имеют миниатюрные округленные режущие поверхности. Обрезанный край, для придания жесткости, пропитывают клеем БФ-2 немного разведенным этиловым спиртом.

Для устранения второго недостатка применяют акустическое демпфирование головки с помощью ПАС. Демпфирование головок звукопоглощающим материалом менее результативно и, к тому же, способствует повышению резонансной частоты. С целью повышения эффективности действия ПАС на подвижную систему, работающей в акустическом оформлении головки, демпфирующею ткань следует располагать как можно ближе к диффузору. Наиболее рационально устроить ПАС в отверстиях диффузородержателя. Для этого, из плотного картона толщиной, примерно, 2 мм вырезают восемь одинаковых элементов (рис. 7, а). Общая площадь отверстий для головки 15ГД-11А должна составлять 22…28 см². Одну сторону каждого элемента смазывают клеем момент. Через 5 минут наклеивают на натянутую, с помощью пяльцев для вышивания, хлопчатобумажную ткань. Через 30 минут ткань обрезают вокруг элементов. Элементы ПАС слегка изгибают и вклеивают  в окна дифузородержателя (рис. 7. б). Места склейки дополнительно промазывают клеем [5, 6]. Важно, что бы ткань в отверстиях элементов была натянута, в противном случае эффекта от применения ПАС не будет! Применение ПАС, т.е. акустического демпфера, позволяет затормозить собственные колебания диффузора, в результате существенно снизится время "послезвучания" и заметно повысится качество звучания динамика.

а)

б)

Рис. 7. Головка 15ГД-11А: а - элемент ПАС; б - ПАС в окнах диффузородержателя

Демпфирующее действие ПАС для головки динамической 15 ГД-11А графически представлено на рисунке 8.

Рис. 8.  Демпфирующее действие ПАС для головки 15ГД-11А

Эффективность применения ПАС было проверено сотрудниками Бердского радиозавода. В частности, были измерены коэффициенты гармоник среднечастотной головки 15ГД-11А с ПАС и без ПАС. Результаты измерений, приведенные в таблице 1, показывают, что ПАС позволяет значительно снизить коэффициент гармоник в частотном диапазоне, в котором человеческое ухо обладает наибольшей чувствительностью [7].

Таблица 1. Коэффициенты гармоник головки 15ГД-11А

Резинотканевый подвес, для восстановления эластичности, пропитывают аэрозолем "Кондиционер и натяжитель приводных ремней". После такой доработки существенно увеличился частотный диапазона головки, до 10 кГц (!), улучшились линейность АЧХ звукового давления и, самое главное, качество звучания акустической системы в целом.

Разделительные фильтры

В пассивных разделительных фильтрах важную роль играет их конструкция, а также выбор конкретных элементов – конденсаторов, катушек индуктивности, резисторов, в частности, большое влияние на характеристики АС с фильтрами оказывает взаимное размещение катушек индуктивности, при их неудачном расположении вследствие взаимной связи возможны наводки сигнала между близко расположенными катушками. По этой причине их рекомендуется располагать взаимно перпендикулярно, только такое расположение позволяет свести к минимуму их влияние друг на друга. Катушки индуктивности являются одним из важнейших компонентов пассивных разделительных фильтров [1]. Не рекомендуется размещать катушки между собой ближе 100 мм. Простейший способ доработки фильтра 35АС – 012 (рис. 1, б) - переустановка катушек L1 и L3 перпендикулярно относительно основания и друг друга. Для такого расположения используют  пластмассовые уголки, вырезание из корпусов старой аппаратуры или коробок.  Следует обратить особое внимание на материал основания, на котором размещены детали фильтра. Оно должно быть из диэлектрика! В некоторых акустических системах, 35АС-1, "S-90" 35АС-212, предшественников "S-90" 35АС-012, монтаж деталей фильтра выполнен на стальной пластине, магнитные свойства которой, негативно влияют на катушки индуктивности и, естественно, на качество звука. 

Не менее важными элементами разделительного фильтра являются конденсаторы. Их объективные характеристики зависят от конструкции и материала корпуса, обкладок, типа диэлектрика, от качества изготовления. Важным признаком аудофильского конденсатора – применение "правильного" диэлектрика. Самым подходящим является полипропилен – почти идеальный материал, обладающий высокой стабильностью, малыми диэлектрическими потерями и абсорбцией. Другой аудиофильский диэлектрик – пропитанная маслом бумага. Масляно-бумажные конденсаторы по тангенсу угла потерь, и особенно по диэлектрической абсорбции, заметно проигрывают всем видам пленочных конденсаторов. Первые из них уместны в цепи ФНЧ для НЧ головки, а пленочные – в цепях ФВЧ кроссоверов для головок СЧ и ВЧ. Полиэтилентерефталататовые конденсаторы К73-16, показавшие отличные результаты, как при объективных измерениях, так и при субъективной экспертизе, рекомендованы в качестве недорогой альтернативы специализированным аудиоконденсаторам [8]. Не стоит искать конденсаторы с расчетной величиной емкости. Целесообразно использовать параллельное включение конденсаторов меньшего номинала. Такой подход позволяет не только использовать не дефицитные изделия, но и существенно снизить паразитные параметры эквивалентной емкости, значительно расширив номенклатуру пригодных типов конденсаторов.

Проволочные резисторы ПЭВ-10, примененные в фильтре, имеют паразитную индуктивность. Если крепить их к основанию с помощью шурупов, то индуктивность увеличиться. Объясняется это тем, что материал шурупа (сталь) служит сердечником, так называемой, катушки индуктивности в виде резистора. Таким образом, заменяют резисторы ПЭВ-10 на безындукционные или же крепят их с помощью клея, пластмассовых или деревянных клиньев и т. п.      

Высокочастотную головку 10ГД-35 шунтируют режекторным фильтром, настроенным на частоту ее основного резонанса 3 кГц. Он представляет собой высокодобротный последовательный LC-контур. Емкость конденсаторов контура - 6,6 мкФ (МБГО и МБМ с допустимым отклонением от номинального значения ±10%), индуктивность катушки - 0.43 мГн, ее обмотка содержит 150 витков провода ПЭВ-1 0,8 мм, намотанных на каркасе диаметром 22 и длиной 22 мм с диаметром щечек 44 мм [9]. Использование, для указанных целей, элементов фильтра акустической системы 10АС – 401существенно снизит затраты и трудоемкость работ. Произведение емкости конденсатора в микрофарадах на индуктивность дросселя в мГн должно быть равно 2,82 (http://www.radiolamp.ru/acoustics/3/).  Если 2,82 : 6,6 = 0.43 мГн,  то для контура с индуктивностью 0,5 мГн легко вычислить емкость конденсатора: 2,82 : 0,5 = 5,6 мкФ. Всего лишь нужно подобрать конденсаторы до необходимой емкости - 5,6 мкФ. 

Другой вариант доработки - отматывание от катушки индуктивности, величиной 0,5 мГн, лишние витки до необходимых 0,43 мГн. Удобно при этом пользоваться RLC – метром. На место резистора фильтра акустической системы 10АС – 401 (заранее извлеченного за ненадобностью) переустанавливают конденсатор величиной 2 мкФ, а на его место – крепят конденсатор на 4 мкФ такого же типа - МГБО. К выводам конденсаторов подпаивают конденсаторы МБМ для набора емкости необходимой величины в 6,6 мкФ (рис. 9).  В результате описанной доработки избавляются от призвуков, дребезга и характерного "сипения" головки 10ГД-35.

Рис. 9. Фильтр акустической системы 10АС – 401, переделанный в режекторный для ВЧ головки 10ГД-35

Проводники

Кабель, соединяющий акустическую колонку и усилитель, вносит определенный вклад в звучание системы. В основном в связи с тем, что кабель обладает определенным сопротивлением. Влияние этого сопротивления не только сказывается на чувствительности АС, но и влияет на распределение мощности между излучателями в колонке. Чтобы максимально исключить данный эффект, площадь сечения провода должна быть как можно больше, а длина – как можно меньше. Кроме того, необходимо, что бы для всех колонок АС длина и сечение провода были одинаковыми. Также нельзя исключать тот  факт, что проводник обладает определенной индуктивностью, а два близко расположенных проводника образуют емкость. В связи с этим сдвоенный провод можно рассматривать как LC-фильтр низких частот. То есть, чем длиннее провод, тем сильнее будут гасится высокие частоты. На практике влияние индуктивности провода проявляется лишь при длине кабеля свыше 50 м.  [10]. Также, при протекании по акустическому проводу тока звуковых сигналов низкой частоты большого уровня, вокруг проводников кабеля образуется сильное магнитное поле. Это поле оказывает воздействие на протекающие по этим проводникам токи звукового сигнала средних и высоких частот, в результате чего звучание акустической системы становится менее чистым и прозрачным. Решением этих проблем является обеспечение протекания токов низкочастотных составляющих сигнала и токов его средне-,  высокочастотной частях по физически разделенным проводникам. Для этого в акустической системе устанавливают дополнительную пару гнезд (винтовых зажимов), к которой подключают вход фильтров СЧ- и ВЧ-громкоговорителей. Таким образом, вход фильтра НЧ- громкоговорителя при этом подключают к отдельной паре входных зажимов [11]. Такое  подключение называют "би-вайринг" (bi-wiring), т.е. в две пары проводов к одной акустике. Применение двух- и трехпарных кабелей связи с нагрузкой позволяет заметно уменьшить общее сечение проводников без увеличения взаимного влияния громкоговорителей. Такую акустику с двойным комплектом клемм можно подключить и к раздельным усилителям, что будет уже называться "би-ампинг" (bi-amping), т.е. два усилителя на канал. В последнем случае также избавляются еще и от электрического взаимодействие секций излучателей. В качестве винтовых зажимов применяют приборные резьбовые клеммы.  Материал шпильки - латунь, резьба - М6 х 0,5, барашек облит пластиком АВС.

Важнейшим критерием по выбору проводника для АС является ее электрическая мощность. Под электрической мощностью Р, подводимой к громкоговорителю, понимается мощность, рассеивания на сопротивлении, равном по значению номинальному электрическому сопротивлению R_н, при напряжении равном U на выводах громкоговорителя: P = U2/R_н. В практике проектирования отечественных АС обычно использовалось два вида мощностей – номинальная (электрическая мощность, ограниченная возникновением искажений, превышающих заданное значение) и паспортная (наибольшая электрическая мощность, при которой громкоговоритель может длительное время удовлетворительно работать на реальном звуковом сигнале без тепловых и механических повреждений, обычно в 1,5...2 раза выше номинальной мощности). Согласно технической документации "S-90" 35АС-012, номинальная мощность Р_ном. = 35 Вт, паспортная Р_пасп. = 90 Вт. Заводом-изготовителем данных типов головок динамических допускается их эксплуатация с напряжением не выше 11 вольт. В таком случае сила тока I, протекающая в звуковой катушке НЧ головки будет равна 2,8 А, а в звуковой катушке СЧ громкоговорителя – 1,4 А.  Для расчета сечения проводника необходимо исходить из указанных значений силы тока.

Примечание. Расчет выполнен в упрощенном виде, при условии наличия в цепи только активного сопротивления, при котором косинус угла сдвига фаз тока и напряжения φ равен нулю. В реальной электрической цепи громкоговорителя всегда имеются индуктивное и емкостное сопротивления, называемые реактивными, которые вносят временные изменения значений тока и напряжения.

Музыкальные произведения имеют переменный характер, как по уровню сигнала так и по частоте, поэтому ток в 2,8 А теоретически может иметь место, но не постоянно и на очень коротких по времени участках музыкального тракта, например на при "буханье" большого барабана. Внутренний монтаж "S-90" 35АС – 012 выполнен медным луженным многожильным проводом в ПВХ изоляции сечением 1 мм², что соответствует расчетным данным, поскольку, плотность тока в медном проводнике становит 6 - 10 ампер на квадратный миллиметр. Заметьте, что звуковые катушки громкоговорителей намотаны проводом намного меньшего сечения: 30ГД-1 – 0,1 мм², 15ГД-11А – 0,02 мм², 10ГД-35 – 0,005 мм². Общее сечение проводов всех катушек составляет 0,125 мм², в восемь раз тоньше за внутренний монтажный провод АС! В цепях питания усилителей мощности эпохи "S-90",  номинальной мощностью от 25 до 50 Вт на канал, предусматривались плавкие вставки (предохранители) на ток от 2 до 3 А, и это, прежде всего, для питания схемы а потом нагрузки.

Реальный звуковой сигнал носит импульсный характер. На сигнале с крутыми фронтами, даже на частотах звукового диапазона, в значительной степени проявляется скин-эффект (от английского skin – наружный слой, оболочка) – эффект вытеснения тока к поверхности проводника, что приводит к возрастанию эффективного сопротивления соединительных кабелей. [12].

Низкочастотные сигналы распространяются практически по всему объему проводника, а распространение высокочастотных сигналов происходит, в основном в тонком приповерхностном слое. Этот скин-эффект резко увеличивает сопротивление проводника и слегка уменьшает его индуктивность. На рисунке 10 показана частотная зависимость импеданса медных проводников различного диаметра длиной 1 м. При  f  < 1 кГц импеданс определяется активным сопротивлением, а при  f  > 100 кГц доминирующую роль играет индуктивность [14]. Медный провод диаметром 0,16 мм до частоты 20 кГц не меняет своего сопротивления, но имеет относительно большую величину, почти 1 Ом. Значительно снизить сопротивление проводника и оставить его неизменным во всей полосе звуковых частот позволит применение нескольких изолирований жил диаметром не более 0,16 мм. Пучок эмалированных проволок перевитых особым способом (от нем. Litzen -  пряди и Draht -  провод) называют литцендратом.

Рис. 10. Частотная зависимость импеданса медных проводников круглого сечения длиной 1 м

Таким образом, акустические кабели должны иметь не только минимальное сопротивление и индуктивность, но обладать минимальным скин-эффектом. Подключение громкоговорителей, особенно СЧ – ВЧ, лучше выполнить литцендратом или медным проводом, покрытым тонким слоем серебра [12]. Серебро обладает наибольшей удельной проводимостью среди всех металлов, и тонкий его слой, в котором, благодаря скин-эффекту, и протекает бо́льшая часть тока, оказывает сильное влияние на активное сопротивление проводника.  

При выборе монтажного провода необходимо также учитывать принцип подключения акустики через 2-е пары контактов, что, естественно, пропорционально распределяет мощность между НЧ и СЧ – ВЧ каналами. При равной чувствительности головок предельная шумовая (паспортная) мощность на частоте раздела, в нашем случае, 500 Гц для НЧ канала – 56 % от общей мощности, а для СЧ-ВЧ – 44 %. Между СЧ и ВЧ головками мощность при частоте среза 5000 Гц распределиться по 41,5 % и 2,5 % соответственно. Такое разделение мощности нельзя считать безусловным, но грубых ошибок при расчетах можно избежать.  Головки АС отличаются как по чувствительности, так и по величине номинального электрического сопротивления (табл. 2). Различие в каждом из этих параметров приводит к необходимости соответствующего выбора подводимого к головке напряжения для получения равномерной АЧХ по давлению [15]. А напряжение, подводимое к головке, является одним из доминирующих показателей, влияющих на мощность.

Таблица 2. Основные параметры головок, примененных в акустических системах "S – 90" 35АС – 012

Примечание. Сведения о параметрах взяты из множества источников, не всегда исчерпывающие, а порой и противоречивые (указанные в скобках). 

Следует отметить, что, в домашнем акустическом оформлении, влияние проводников на качество звука ничтожно мало, по сравнению с другими факторами.  Надлежит уделять внимание более важным элементам, акустическим свойствам помещения, правильности расстановки аппаратуры. Сведения об исключительности  кабелей из бескислородной меди, из проводов с "ориентацией" поверхностного слоя проводника, влияющей на прохождение звукового сигнала в том или ином направлении, не более чем реклама.

Электрическая часть доработанной системы

Принципиальная электрическая схема приведена на рисунке 11,а. В фильтре применены конденсаторы с максимальным рабочем напряжением 160 В: К73-11 (C1,  С10, С11);  К73-16 (С2-4); МБГО-2 (С5 – 9); параллельно включенные МГБО-2 и МБМ (С13). Монтаж выполняют одножильным медным проводом сечением 1 мм² (извлеченный из кабеля связи с воздушной изоляцией каждой жилы) и проводом МГШВ (гибкий многопроволочный, токопроводящие жилы из луженной медной проволоки, обмотанные электроизоляционным шелком с ПВХ изоляцией, для внутри- и межблочного монтажа различной радиоэлектронной аппаратуры и приборов на номинальное напряжение до 1000 В переменного тока частоты до 10 000 Гц), сечениями 1,5 мм² (для низкочастотного звена) и 0,5 мм² (только в фильтре СЧ – ВЧ звена). Соединение между собой клемм, делителя, фильтра и ВЧ головки осуществляют проводом ЛЭПШД 500 х 0,05 (провод круглого сечения 0,98 мм² с жилой, скрученной из 500 медных проволок диаметром 0,05 мм, изолированных лаком на полиуретановой основе, с двухслойной обмоткой из натурального шелка, рекомендованного для диапазона частот  250…500 кГц, с удельным электрическим сопротивлением, при 20˚C, 0,0158…0,018 Ом/м). Регулятор уровня воспроизведения можно не подключать.

а)

б)

Рис. 11. Фильтр электрический акустической системы "S – 90" 35 АС-012 после доработки: а -  принципиальная электрическая схема; б – расположение элементов на плате

Все элементы размещают на фанерке родного фильтра "S – 90" 35 АС – 012, (рис. 11, б). Особое внимание следует уделить взаимному расположению катушек индуктивности. Детали должны быть жестко закреплении. Соединения выполняют как можно короткими проводами, не допуская их провисаний. Элементы фильтра не должны соприкасаться. При необходимости, для плотного монтажа, используют герметик, стяжки, изоляционную ленту и т. п. В противном случае, в результате воздействий вибраций корпуса и колебаний воздуха внутри АС, детали фильтра будут дребезжать и издавать неприятные призвуки. Фильтр крепят к нижней стенке внутри корпуса, тем самым минимизируют влияние на катушки индуктивности магнитного поля НЧ динамика. 

Установка динамиков

Перед установкой, прежде всего, НЧ и ВЧ головки (СЧ головка уже приведена в норму) осматриваются на предмет целостности конструкций, особенно в местах склеивания, отсутствия механических повреждений деталей, целостности подвесов у НЧ динамика. Он может быть резиновым или полиуретановым (35АС – 018). Подвес, изготовленный из не очень качественной резины, со временем затвердевает. Полиуретан разрушается примесями серы, содержащей в воздухе. Устраняется проблема подвесов путем их замены. Альтернативным решением для резинового подвеса, не имеющего повреждений, может быть его пропитывание кондиционером и натяжителем приводных ремней. Замена подвесов весьма трудоемкая работа, требующая неких знаний и навыков. Места отслаивания центрирующей шайбы или подвеса от диффузородержателя промазывают клеем с простым названием 88, после чего, склеиваемые поверхности прижимают. Необходимо также убедиться в отсутствии касания звуковой катушки элементов магнитной системы. Восстановление внешнего вида диффузора выполняют простым окрашиванием его черным маркером, заправленным спиртовыми чернилами (на нем написано: "alkohol"). Некоторые "доработчики" используют принтерную краску. Это не правильное решение, поскольку она имеет свойства быстрого выгорания и смывания обыкновенной водой. У ВЧ головки снимается акустическая линза для освобождения куполообразного диффузора с  звуковой катушкой. Аккуратно извлекают его и убеждаются в целостности звуковой катушки. Очень часто ее витки отделяются от каркаса в процессе эксплуатации. При обнаружении указанного дефекта, диффузор с  звуковой катушкой заменяют новым. Для профилактики звуковую катушку промазывают клеем БФ – 2, немного разведенным этиловым спиртом.  Целесообразно провести испытание головок с измерением АЧХ звукового давления. Громкоговорители, не поддающие ремонту, заменяют новыми.

Еще одним эффективным способом уменьшения вибраций, следовательно, и нежелательных призвуков, заключается в "мягком" крепление головок [2]. Их монтируют на резиновые прокладки. Необходимо, чтобы крепящие элементы не соприкасались с диффузородержателем. Для этого подбирают трубку необходимого диаметра, например полихлорвиниловую, с плотным прилеганием к стенкам монтажных  отверстий динамика, обеспечивая при этом свободное вхождение шурупов. При необходимости отверстия рассверливают до нужных размеров. Под сеточки с декоративными ободками также подкладывают резиновые шайбы в местах отверстий. Следует заметить, что НЧ и СЧ головки монтируются в углубления. По этому, необходимо в четырех местах вокруг каждого динамика подложить резинки, например с велосипедной камеры, для предотвращения касания к корпусу боковых частей дифузородержателей.

Облицовочные и декоративные элементы оказывают значительное влияние на частотную характеристику АС. Существенное воздействие может оказать декоративный материал, закрывающий отверстие фазоинвертора, особенно проход, вследствие больших колебательных скоростей воздуха. Решетки и жалюзи могут иногда вызывать резонансные явления и в частотной характеристике громкоговорителя появятся дополнительные пики и провалы. Лицевую часть головки 10ГД-35, вокруг акустической линзы оклеивают фетром или плотной тканью. Это обеспечит как мягкое ее крепление, так и минимизацию дифракции, проявление эффекта реверберации звуковых волн, что, в свою очередь, ослабит резонансные явления между головкой и решеткой.  Акустическая система 35АС-1, имеет съемную декоративную панель. В технической документации, указанной АС, рекомендуется панель снимать при прослушивании высококачественных программ, при работе на предельно допустимых мощностях. На рисунке 12 представлены графики АЧХ звукового давления громкоговорителей 15ГД-11А и 10ГД-35 в открытом исполнении (кривая белого цвета) и закрытых декоративными сеточками (кривая зеленого цвета), предусмотренными конструкцией акустической системы "S-90" 35АС-012. Особых различий не наблюдается.  Вывод: в данном устройстве снимать защитные декоративные сетки нет особой  необходимости, поскольку их наличие на АЧХ головок в рабочем частотном диапазоне не влияет. Следует руководствоваться субъективными оценками после прослушивания реального звукового сигнала через акустическую систему с декоративными сетками и без таковых.

а)

б)

Рис. 12. АЧХ звукового давления громкоговорителей: а – 15ГД-11А; б - 10ГД-35

Описанная методика доработки звуковых колонок "S – 90" 35 АС – 012 полезна будет и для переделки громкоговорителей и других моделей, а также изготовления акустических систем своими руками.

Литература

1. Алдошина И. Высококачественные акустические системы и излучатели, М.: Радио и связь, 1985.
2. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение – М.: Энергия, 1976. – 64 – 66 с.
3. Молодая Н. Акустическое демпфирование громкоговорителей. Радио, № 4, 1969.
4. Сысоев Н. Улучшение звучания 35АС-012 (S-90). Радио, № 10,1989.
5. Бурко В. Бытовые акустические системы. Эксплуатация, ремонт – Минск: "Беларусь", 1986.
6. Маслов А. Еще раз о переделке громкоговорителя 35АС-212 (S- 90). -   Радио, 1985. № 1, С. 59.
7. Попов П. повышения качества звучания громкоговорителей – Радио, № 6, 1983.
8. Шоров В. Улучшение звучания громкоговорителя 25АС-309 – Радио, № 4, 1985.
9. Горшенин Д. Сравнение конденсаторов в кроссовере АС. Радио, №№ 8, 9, 10, 2009.
10.  Кунафин Р. И снова 35АС... – Радио, 1995, 5, с. 19, 20.
11.  Афонин С. Создание акустических систем в домашних условиях – М.: Эксмо, 2008.
12.  Быструшкин К. Акустика, с которой мы живем. "Stereo & Video" N 11 1997.
13.  Петров А.  Звуковая схемотехника для радиолюбителей, Санкт – Петербург: Наука и Техника, 2003 год.
14.  Бранс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами, М.: "Мир", 1990.
15.  Сапожков М. А. Акустика: справочник – М.: Радио и связь, 1989.

Автор: В. Марченко, г. Умань Черкасской обл., Украина