Проект за апериодична акустична система

[Audiomaster]

Заговори ли се за качествен звук, неминуемо ще се чуят и думичките - широколентов високоговорител и лампа. И някак си все по-естествено става свързването им заедно, като единен работен екип, явно има защо и въпреки, че силата ми не е в ламповата техника, поне в акустиката ще опитам да покажа достойнствата и потенциала на добре проектираната акустична система с висококачествен широколентов високоговорител.

Поради някои особености, като лесно намеряеми шасита наше производство, магнитни системи за тях, предимно алнико, аз съм се спрял на тридесетсантиметровото или още 12" шаси от високоговорители наше производство ( "Климент Ворошилов, "Гроздан Николов", Високоговорители" АД - все имена на един и същи завод), предназначени за нискочестотни и широколентови ВГ. Отделно от това те имат предимството на големия размер, създаващ добро звуково налягане при неголям ход на мембраната, а това обуславя по-малки изкривявания от всякакъв тип.

Накратко ще ви осветля за частите на високоговорителя за този проект. В дългогодишната си практика с всякакъв тип високоговорители аз съм установил предимствата на алнико магнитните системи с тяхната издръжливост на стабилността на магнитното поле в процепа и устойчивостта му на външни влияния, в частност размагнитващото поле на звуковата бобина, колкото и слабо да е то, както и модулирането на магнитния поток в процепа пак от нея. Разбира се, добри резултати съм получавал и със силно намагнитени феритни магнитни системи, но предимствата на алникото е безспорно, но е обект на отделна тема.
Нужно ли е да подчертавам, че са подбрани две еднакви магнитни системи, еднакви, доколкото е възможно установяването на това без тесламетър. Но на слух с последващи измервания на тестова постановка може доста точно да се подбере чифт магнитни системи, а при нужда имам установка с намагнитваща бобина и може да се подсилят.
Най важни компоненти в един говорител за мен няма, всичко трябва да е на най-високо ниво, за да има синергична работа на всички компоненти, иначе е бесмислено изобщо това начинание. Специално внимание обаче съм отделил на звуковата бобина, тъй като там се заражда силата,с която се задвижва мембраната. Поради ред причини аз съм се спрял засега на еднослойната намотка, навита на електроизолационна натронова хартия. Мембраната е обработена с нужните импрегнанти, използвани са подходящи лепила за всички видове лепилни връзки.

Гофрите не са оригиналните хартиени, а има монтиран нов текстилен импрегиран гофър, целяш постигането на стегнат и бърз бас и малки изкривявания:



За акустично оформление съм се спрял на апериодичното такова. В миналото всички затворени акустични системи са се наричали aperiodic closed acoustic system, според старата техническа литература, а сега под aperiodic acoustic system се разбира акустично оформление с монтирано акустично съпротивление, изравняващо импедансния пик в ИЧХ на говорителя и намалящ пика в механичния резонанс, с което се постига по-гладка АЧХ. Има и друго наименование - ПАС или панел с акустично съпротивление, aperiodic membrane, вариовент.
Апериодични са, понеже работи едната полувълна, а другата или е напълно заглушена, или частично.

Причината да се спра точно на това оформление е, че съчетава бързия бас на затворения обем и отвореното звучене на откритите типове като ОБ. Има и още една - такова оформление съм правил често преди и резултатите винаги бяха доста добри, разбира се с подходящите високоговорители. А и се прави сравнително лесно.

За мен това оформление е едно добро решение за говорители с качествен фактор от 0.5 до 0.8-1.0. А ако се съчетае този тип оформление със сферична форма на корпуса, се постига много гладка АЧХ. Причината е в подобряването на преходната характеристика на високоговорителя с ПАС, преходните процеси стават по-кратки и басите звучат доста натурално. Няма го досадният пик в резонансната честота и спада веднага след него.

С доразработването на проекта ще дам точните размери на кутията, с което се цели постигането на бърз и динамичен звук, колкото се може по-близко до реалния. А дали това е възможно, може да съдите сами от измерванията:




и ТС параметри на монтирания в кутията ШВГ (широколентов високоговорител):


Fs: 62.77 Hz
Vas: 77.26 l
Qms: 2.6776
Qes: 1.8804
Qts: 1.1046
Sd: 390.15 cmІ
Vd: 0.0780 l
XMax: 2.00 ±mm
Revc: 6.5500 Ohms
ZMax: 15.8767 Ohms
ZNom: 9.0 Ohms
Bl: 4.9708 T*m
Rms: 2.6493 kg/s
Cms: 0.3575 mm/N
Mms: 17.9872 g
Mmd: 9.1249 g
Levc @ 1kHz: 0.2841 mH
Levc @ 5kHz: 0.1312 mH
Levc @ 10kHz: 0.1004 mH
Levc (Ave): 0.1586 mH
no: 0.9854 %
SPL @ 1W,1m: 91.95 dB
SPL @ 2.83V,1m: 92.82 dB

и на същия, но с начална настройка на ПАС:


Thiele-Small Parameters:

Fs: 62.77 Hz
Vas: 77.26 l
Qms: 2.3731
Qes: 1.8779
Qts: 1.0483
Sd: 390.15 cmІ
Vd: 0.0780 l
XMax: 2.00 ±mm
Revc: 6.5500 Ohms
ZMax: 14.8273 Ohms
ZNom: 9.0 Ohms
Bl: 4.9742 T*m
Rms: 2.9892 kg/s
Cms: 0.3575 mm/N
Mms: 17.9872 g
Mmd: 9.1249 g
Levc @ 1kHz: 0.2855 mH
Levc @ 5kHz: 0.1320 mH
Levc @ 10kHz: 0.1017 mH
Levc (Ave): 0.1907 mH
no: 0.9867 %
SPL @ 1W,1m: 91.96 dB
SPL @ 2.83V,1m: 92.83 dB


Qts от 1.1046 с първоначалното поставяне на ПАС спада до 1.0483, като целтам и е да стигна стойност 0.8, макар че може и така да си остане. От АЧХ се вижда, че на -10 dB честотната харкатеристика е 43 Hz - 19,5 kHz, докато на -6 е 48 Hz - 17,5 kHz

За сравнение ще дам и измерените параметри и АЧХ на ВК 1232, монтиран в същата кутия:






Thiele-Small Parameters:

Fs: 77.27 Hz
Vas: 50.98 l
Qms: 2.8844
Qes: 1.2305
Qts: 0.8625
Sd: 390.15 cmІ
Vd: 0.1170 l
XMax: 3.00 ±mm
Revc: 5.3600 Ohms
ZMax: 17.9246 Ohms
ZNom: 8.0 Ohms
Bl: 6.1679 T*m
Rms: 3.0278 kg/s
Cms: 0.2358 mm/N
Mms: 17.9872 g
Mmd: 9.1249 g
Levc @ 1kHz: 0.4920 mH
Levc @ 5kHz: 0.1953 mH
Levc @ 10kHz: 0.1351 mH
Levc (Ave): 0.3559 mH
no: 1.8539 %
SPL @ 1W,1m: 94.70 dB
SPL @ 2.83V,1m: 96.44 dB

Веднага се набива на очи по-ниският качествен фактор, по-високата чувствителност, но само толкова. Намотката му е двуслойна, навита на алуминиево фолио, което обуславя токове на Фуко в основата и оттам загуби, влошаване на преходната х-ка и субективно много по-лошо възпроизвеждане, да не говорим и за нелинейната АЧХ и спада във високите.

Следва продължение с публикуване на още информация за този проект - чертеж с размери и окончателни данни.

[kromuilis]

Доста интригуващо. Ще следя темата с интерес. Успех!

[Audiomaster]

Целта ми беше да докарам Qts на широколентовия ВГ около 1.0 и горе-долу съм успял. Сега работя над изглаждането на АЧХ и демпфането, което става с регулирането на акустичното съпротивление посредством пропускливостта на текстила - по-дебел или по-рехав плaт, или няколко слоя от по-рехав. Това регулиране може да става и чрез промяна на броя на отворите в задния панел.

Възможностите за осъществяване на това апериодично оформление ги сведох до две, разположени на задния панел. Едната е отвори с обща площ 40-50% от площта на мембраната, закрити с по-рехава тъкан, другата възможност е отвори по целия заден панел и няколко слоя от тъканта или един, но по-плътен.

Опитно съм установил, че мястото на тези отвори е зад говорителя, правил съм проби и с горно, и с долно разположение, всяко си има предимства, като горното е почти идентично с долното, получава се леко усилване на баса при долното, но пък се намаля леко прозрачността в средите, което е нормално - зад самия говорител има плътен материал и звука не преминава назад през панела, а се отразява многократно, създавайки предпоставки за стоящи вълни. Мислил съм и за сферична кутия.

Разбира се, няма как да се мине без вътрешно демпфане и на стените на кутията. Също така има и оребрявания на стените, това ще бъде отбелязано на чертежа. Материалът, от който е изработена е фурнирован тополов шперплат, китайски, лек и красив, с лек недостатък - външния декоративен фурнир е много тънък и при шлифоване лесно може да се прешлайфа и да се протрие, затова го шлифовам на ръка.

Високите честоти от този голям размер говорител стигат до 17,5 кХц на -6 дБ, както вече отбелязох, за мен това не е достатъчно, макар че на -10 са над 19, има си нужда от още, но и това си е сравнително добър резултат и на звук, макар все пак да се усеща липсата на най-фините и нежни нюанси, цялостната картина е доста динамична и жива, перкусиите и вокалите особено са впечатляващи. При нужда винаги може да се допълни с един качествен високочестотен, лентов или друг тип, макар че съдейки от отзиви на прослушали дотук, може и без такъв.

Като недостатък може да се отбележи също така и насочеността, която в случая може да се каже, че е голяма. Това не притеснява обаче собственика на тези ОТ, понеже са за индивидуална употреба, но е нужно да поработя и над този проблем, вече имам известни насоки с използването на разни видове фазови палци, както и с по-особени конструкции ВЧ конуси и капачки.

След завършването на проекта ще работя за повишаването на чувствителността на говорителя, като се целя нависоко - 100 dB, а ако може и повече. Има капацитет за това.

[Ivelin Braikov]

Адмирирам модификацията на говорители, в които има някакъв известен потенциал. Този е такъв поне заради магнитната си система. Разбира се, не мога да дам оценка на мода без да съм го чул. Надявам се, че се получава добре.

EDIT: Сега видях, че си написал обхвата, затова си изтривам последното изречение, което беше свързано с него. Направил си коректно и изчерпателно представяне.

[Audiomaster]

Проектът е завършен преди 10 дни. Целите, които си бях набелязал, са постигнати и според мен нещата се получиха.


Fs: 58.56 Hz
Vas: 88.75 l
Qms: 1.1330
Qes: 0.9888
Qts: 0.5280
Sd: 390.15 cm?
Vd: 0.1170 l
XMax: 3.00 ±mm
Revc: 6.2800 Ohms
ZMax: 13.4755 Ohms
ZNom: 9.0 Ohms
Bl: 6.4834 T*m
Rms: 5.8417 kg/s
Cms: 0.4106 mm/N
Mms: 17.9872 g
Mmd: 9.1249 g
Levc @ 1kHz: 0.2668 mH
Levc @ 5kHz: 0.1167 mH
Levc @ 10kHz: 0.0927 mH
Levc (Ave): 0.1486 mH
no: 1.7483 %
SPL @ 1W,1m: 94.44 dB
SPL @ 2.83V,1m: 95.50 dB

Импедансната крива, както и АЧХ при възможност ще ги публикувам допълнително.

Ето и малко снимки:



Материал - фурнирован тополов шперплат, с матов финиш.

На задният панел има пробити 61 отвора с диаметър 30 мм, с добавено акустично съпротивление под формата на иглонабит филц.

Като ми остане повече време, ще публикувам и чертеж, както и снимков материал на процеса на работа.

Чувствителността на тези ОТ е около 95 децибела, така че са в клас високочувствителни озвучителни тела.

П.П. Датата на снимките да на се отчита.

[Nanko Rusev]

Много добре изглеждат. Честито на собственика. Системата му изглежда приятно и интересно ... В Бургас ли е?

[Audiomaster]

Не е от Бургас собственикът им

[DRGeorgiev]

Честито!!! Подобно дунапрениния пръстен, под ВЧ конуса,от Радо ли поставен или от собственика?

[haralanov]

От Радо