Category Archives: Акустика
Заметки о проектировании АС. АЧХ. Румкоррекция.
Кажется очевидным то, что аудиофилы-самодельщики понимают, что без хороших акустических систем (АС) им не обойтись. Тем более удивительно, что до сих пор взгляды большинства из них на критерии качества АС существенно различаются. И более того – до сих пор не ясно, какие методы проектирования АС приводят к гарантировано хорошим результатам.
“Теория относительности” АЧХ
Даже небольшого опыта прослушивания достаточно, чтобы заметить разницу между воспроизведением одной и той же музыки разными АС. При этом, если верить данным производителей, основной параметр – амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) этих разных АС почти всегда близки к идеалу и очень похожи.
Поэтому многие самодельщики приходят к тому выводу, что проблема “ровной” АЧХ уже практически решена, а качество воспроизведения зависит только от конструкции и материалов динамиков, корпусов и разделительных фильтров.
Но действительно ли все в порядке с АЧХ? Независимые измерения не подтверждают оптимистических параметров, заявленных производителями. Каждая модель АС имеет реально свою “кривую” АЧХ, разительно отличающуюся от “аналогично- кривых” характеристик других АС и мой скромный опыт показывает, что это характерно для всех ценовых групп. Разница в звучании при воспроизведении одной и той же музыки разными АС – очевидна. Но при этом АЧХ от “производителей” всегда одинаково-ровные. 🙂
Удивительно, но эти “одинаково-ровные” АЧХ – в общем-то правдивы. Для рекламных проспектов измерения обычно производятся по методикам, обеспечивающим “правильный” вид характеристик. Например, можно провести измерения при повышенной скорости сканирования рабочего диапазона частот что усреднит и сгладит пики и провалы АЧХ в процессе снятия характеристик.
Но гораздо интереснее другое – почему же одна “кривая” (по АЧХ) модель АС звучит хорошо, а другая вроде как более “ровная” – воспроизводит музыку гораздо хуже?
Получается, что даже независимые,”честные” 🙂 измерения хоть и позволяют представить реальную АЧХ акустики в реальной комнате, но не раскрывают ее связь с конкретными особенностями звучания.
Почему, обладая всем необходимым, разработчики не создают идеальных АС? Ведь по идее – “идеал”, эталон – только один! И вроде как очевидно, что все АС, близкие к эталону, должны звучать примерно одинаково (хорошо).
Некоторые проблемы метрологии и их влияние на конечный результат.
Я считаю, что основная проблема в том, что любой способ проведения измерений неизбежно дает целый комплекс разнообразных ошибок. Самые “вредные” ошибки – методические, то есть связанные с несовершенством самого метода измерений.
Существует ряд общепринятых методик измерения АЧХ. Одна из основных – настройка АС в заглушенной, безэховой камере.

При проведении таких измерений принципиально важны методические особенности. Например – где располагать микрофон относительно АС. Обычная рекомендация – на “акустической оси”, на расстоянии 1 метр от акустической системы. А где точно проходит эта “ось” в случае трехполосной АС? Вряд ли перед ВЧ динамиком. Тогда, видимо, правильнее разместить микрофон на “оси” СЧ динамика. А если сместить микрофон немного выше или ниже, то для одной и той же АС получим множество различных АЧХ. На какую из них ориентироваться? Почему-то в этом методе проведения измерений принято считать, что слушатель обязательно услышит “измеренную” АЧХ, то есть поместит ухо именно туда, где при измерении располагался микрофон 🙂
Но ведь – в обычном помещении на НЧ и “нижних” СЧ АС активно взаимодействуют с полом и потолком, влияние которых в безэховой камере отсутствует. Взаимодействие АС с помещением влияет на звучание принципиально – но его конкретные проявления настолько разнообразны, что даже не могут быть представлены посредством точной математической модели.
Более того, суммарная АЧХ стереопары существенно отличается от АЧХ одной АС, а общепринятые методики настройки АС не учитывают этого обстоятельства. Например – при стереовоспроизведении голоса вокалистов обычно локализуются в центре звуковой сцены, то есть воспроизводятся обеими АС стереопары. Я считаю очевидным и методически верным то, что даже для настройки уровня и тем более для получения разборчивой и “ровной” передачи голосового диапазона необходимо контролировать итоговую АЧХ обеих АС.
Есть и другие, вроде бы логичные и методически адекватные методы – например настройка АЧХ и ФЧХ по импульсным сигналам. Но и при этом – работая казалось бы по одинаковым алгоритмам, специалисты почему-то получают разные звуковые результаты.
Даже учитывая только эти “нестыковки” можно сделать вполне уверенные выводы:
- Во-первых, методика проведения акустических измерений – “волюнтаристична” – то есть произвольно не точна. При упомянутых мной методических допусках даже “индивидуально-тонально-ровные АС” в обычном акустически неподготовленном помещении всегда дадут неровную итоговую АЧХ.
- Во-вторых – получается совершенно очивидно, что результат работы зависит не только от метода измерений, но и от личного опыта конструктора АС. Мне известно множество превосходных АС, разработанных “традиционными” способами и во всех этих случаях общее было то, что разработчики этих АС были (и есть 🙂 ) выдающиеся профессионалы, любящие музыку и обладающие развитым музыкальным вкусом.
Примечание по поводу румкоррекции
Действительно высококачественное звуковоспроизведение в произвольном акустически неподготовленном помещении требует или подготовки помещения – то есть коррекции архитектурных особенностей и проведения акустической обработки соответствующими материалами и (или) обязательного наличия в составе звуковоспроизводящей аппаратуры некоторого модуля аппаратно-программной интерактивной румкоррекции. На всякий случай уточню – именно интерактивной румкоррекции.
Сейчас широко применяется адаптивная румкоррекция – то есть звуковоспроизводящая система оснащается небольшим измерительным комплексом, который обычно состоит из микрофона и сигнального процессора. На этапе калибровки системы микрофон размещается на месте слушателя и (иногда) поочередно в различных местах комнаты, сигнальный процессор генерирует некие сложные сигналы и фиксирует “отклик” от микрофона. Таким образом присходит создание матрицы данных для необходимой коррекции АЧХ и ФЧХ системы в заданных частотных и амплитудных диапазонах и воспроизведение происходит с учетом калибровочных данных. При изменении акустической обстановки в комнате необходимо проведение перекалибровки.
Интерактивная румкоррекция предполагает постоянную подстройку системы под имеющиеся акустические условия. В идеале – изменение акустических условий в помещении не должно быть заметно для слушателя. Проще говоря, если в процессе прослушивания музыки в комнату кто-то занес например шкаф или вынес из нее кресло – то слушатель может заметить изменение обстановки, но не должен заметить изменений в звучании системы 🙂
Октябрь 2022 г.Владивосток
Upgrade акустики KEF Reference Model Four
Уже довольно долго во Владивостоке живет Виталий – увлеченный творческий энтузиаст-аудиофил, с “правильными” руками и трезвым рассудком.
Виталий имеет богатый опыт в изготовлении кабелей, сборке и ремонте МС трансформаторов, проигрывателей винила, “рекаппинге” (recapping) усилителей мощности и предусилителей.
Весной этого года он поставил цель – провести разумный и эффективный upgrade и (может быть) некоторую доработку имеющейся в его системе акустики KEF Reference Modеl Four, выпуска 90-х годов прошлого века.
Из очевидно слышимых причин уже назревшей необходимости upgrade – ощутимый недостаток ВЧ и гулкость, расплывчатость звучания на НЧ. При этом звучание системы в целом – объемное, ровное, увлекающее. Помещение для прослушивания акустически обработано верно.
Сдерживающие факторы – небольшой опыт в подобной работе с АС, отсутствие требуемой измерительной аппаратуры и навыков проведения измерений, необходимых в процессе отладки.
Решение – пригласить меня в качестве консультанта и метролога 🙂
Акустика KEF Reference Mоdel Four устроена довольно оригинально. Вот здесь можно почитать о ней более подробно. На первый взгляд – внешний вид вполне традиционно – обычен:

А вот внутренее устройство – весьма не тривиально:

Как видно – то, что снаружи выглядит как порт фазоинвертора – таковым не является, НЧ динамики расположены во внутреннем объеме в комбинированном оформлении – ЗЯ, bandpass и ФИ одновременно 🙂
Фото и схема “старых” разделительных фильтров

Видно, что фильтры довольно многополосны и весьма “ветвисты” 🙂 , что отчасти объясняется особенностями акустического оформления. Я не увидел необходимости в коррекции частотного диапазона полос фильтров, пересчете номиналов элементов и последующей “пересшивке” полос. Тут разработчики потрудились весьма искусно и вмешиваться в результат их труда нет никакого смысла.
Было принято решение ограничиться (всего лишь) следующим –
- Заменить все конденсаторы и резисторы и пересобрать фильтры навесным монтажом. Убрать фильтры из внутреннего объема акустики и разместить их в во внешних коробах, которые будут крепиться к задним стенкам акустических систем.
- Заменить контактные клеммы – терминалы.
- Заменить всю внутренюю проводку.
- Задемпфировать и акустически обработать внутрение поверхности корпусов акустических систем и корзины динамиков.
Что и было сделано Виталием 🙂
Собраны новые фильтры, для них изготовлены и закреплены на задних стенках внешние короба, заменена вся внутреняя проводка
Сделана механическая и акустическая доработка корпусов, корзины динамиков оклеены акустическим войлоком. Вырезы для крепления клеммных колодок на задних стенках корпусов были аккуратно закрыты фанерными вставками, внутренние поверхности корпусов задемфированы Шумоff, герметиком и акустическим войлоком. Свободный объем коробов, в которые установлены “новые” фильтры – заполнен демпферным материалом. Установлены новые высококачественные медные клеммы-терминалы.
Доработка в высшей степени благотворно сказалась на звучании акустики. Края дипазона слышимо расширились и особенно это стало заметно в ВЧ диапазоне. СубНЧ и НЧ “подсобрались”, стали более динамичными, четкими и разнообразно-детальными. СЧ область, голосовой диапазон стал более объемен, выразителен и “многослоен”. ВЧ – как бы “заново проявились”, их уровень стал ровно таким, сколько нужно – не больше и не меньше. Доработка полностью оправдала себя, акустика и система в целом вышли на принципиально более высокий уровень.
Зависимость импеданса акустики от частоты.

АЧХ акустики, снятая в ближнем поле в реальной комнате для прослушивания.

Июнь…Сентябрь 2022 г. Владивосток
Небольшая полочная акустика на TB W8-2145
От прошлых опытов у меня осталась пара ШП динамиков Тang Band W8-2145. Это одни из немногих широкополосников, которые играют ровно, спокойно, без очевидно-явного назойливого выделения СЧ и особенно верхней СЧ областей. Некоторая неравномерность конечно присутствует, но в общем и целом на мой слух – все довольно терпимо по сравнению с аналогичными ШП динамиками.
В начале лета я удачно заказал в дружественной мастерской пару небольших полочных корпусов. Корпуса приехали в августе и я поставил их в комнате на заметное место – для того, чтобы иногда натыкаться на них (взглядом) и напоминать себе, что с ними пора уже что-то сделать. 🙂
Август этого года во Владивостоке выдался на удивление дождливый и “тепло-удушливый”. Влажность 100% и температура воздуха под 29 градусов – то еще сочетание – из прохладного помещения с кондиционером на улицу выходить совсем не хочется. “Световой день” при такой погоде выглядит очень странно – жарко, мокро и пасмурно, солнца мало. Настроение в эти “летние деньки” – довольно депрессивное. Охлажденный сухой германский рислинг конечно помогает, но не надолго. В общем – “… Туман, сэр. (с) 🙂 …”
Итак, в очередной раз наткнувшись в душных сумерках на пару пустых корпусов, притаившихся в углу комнаты – я решил что уже точно пора что-то с ними сделать. И вообще – мне не нравится, когда корпуса пылятся в углу, а динамики лежат без дела в шкафу. Хорошо, что все предварительные расчеты были сделаны до заказа корпусов 🙂 , а Шумоff и синтепон оказались в наличии – поэтому обработка внутренней поверхности и настройка фазоинверторов не заняли у меня много времени. В итоге – через несколько дней я уже слушал симпатичную пару хороших широкополосных полочников.
Основные технические характеристики динамиков Tang Band W8-2145:
- Магнитная система – феррит, с алюминиевой фазовыравнивающей “пулей”.
- Материал диффузора – бумага, Материал подвеса – сантопрен (специальная легкая силиконовая резина).
- Диапазон воспроизводимых частот: 40 Гц…20 кГц
- Сопротивление по постоянному току [Re]: 6.8 Ω
- Резонансная частота [fs]: 40 Гц
- Чувствительность [1 Вт⁄1м]: 90 дБ
- Эквивалентный объем [Vas]: 67.67 л
- Полная добротность [Qts]: 0.45


- Частота настройки акустического оформления (ФИ) = 48 Гц
- Итоговая добротность акустического оформления = 0.89
- Габариты акустики 42см (в) х 25.5см (ш) х 28см (г), вес каждой ~ 16 кГ

В целом звучание – спокойное (не яркое и не сибилятивное), субъективно ровное с некоторым акцентом в голосовой области и сглаженной подачей ВЧ. Корректирующего фильтра нет, но при необходимости расширить стилевые предпочтения его можно установить, чувствительность после этого немного уменьшится. Такая акустика – находка для любителей классики, старого джаза, вокала и будет хорошим компаньоном для небольшого усилителя на лампах, например с выходным каскадом на пентоде.
Несколько фото. Качество фото – весьма посредственное, но это объяснимо. Духота, сумерки и туман. 🙂
P.S. Вторая пара клемм предназначена для (возможного) подключения супертвиттера.
Август 2022 г.Владивосток
Моя Система в Развитии. Акустика.
Акустика была анонсирована в октябре 2021 года. Здесь и сейчас – более подробный рассказ и (уже осознанные) 🙂 впечатления.
Итак, на начало 2021 года практически вся моя личная акустика, включая замечательные полочники на 8″ Eminence и 6.5″ ШП Tang Band уехали к новым счастливым владельцам. В итоге я остался один на один с вот таким набором динамиков: 12″ Woofer Eton Orchestra, 8″ Full Range Tang Band 2145 и парой ленточных твиттеров NeoX 2.0 от Fountek. Большие “тестово-отладочные” корпуса тоже остались у меня. (Как оказалось – ненадолго). Я довольно быстро собрал трехполосную акустику с “широкой” серединой и неторопливо проводил опыты с разделительными фильтрами, внимательно отслушивая разные варианты, а примерно в октябре 2021 года мой набор динамиков переселился в новые, специально изготовленные для них корпуса. Эти корпуса изначально разрабатывались так, чтобы можно было легко и (сравнительно) быстро изменить оформление НЧ звена между ЗЯ, ФИ и ПАС. В качестве ПАС я в очередной раз применил “знаменитый” Flow Resistor от ScanSpeak. Такой же Flow Resistor я применил и в оформлении СЧ звена.
В процессе “переселения динамиков” неожиданно открылась “страшная тайна” ленточных твиттеров Fountеk – а именно то, что они примерно через месяц интесивной эксплуатации заметно (до -6db) и, к сожалению, в разной степени теряют свою отдачу. Эта неприятная особенность вызвана растяжением ленты и снижение отдачи можно скорректировать, немного “подтянув” ленту. Иструкцию о том, как это делается можно легко найти на просторах интернета, но сразу скажу – если у вас нет необходимой сноровки и терпения, а так же измерительного оборудования – я настоятельно не рекомендую пытаться выполнить эту процедуру самостоятельно. В итоге, эта открывшаяся “страшная тайна” сильно подпортила репутацию Fountek и дальнейшее применение их ленточных твиттеров в моих конструкциях не планируется 🙂 .
Итерация № 1. Фильтр – традиционный параллельный.
Схема “традиционного” варианта фильтра выглядит так –

В общем – ничего особенного, первый порядок с цепью Зобеля на НЧ, второй порядок на СЧ, третий порядок с аттеньюатором – на ВЧ. Такая конфигурация практически гарантирует “правильную”, гладкую АЧХ и умеренно-неравномерную Z-ЧХ.
Расчеты:


Измерения:


В общем, практически с первого раза все (вроде бы) получилось “хорошо и правильно”. Звучание акустики с такими фильтрами – ровное, в меру выразительное, в меру строгое с хорошо локализуемыми КИЗ и довольно ограниченной областью “sweet spot” – то есть пришлось подвигать акустику (и диван) по комнате и внимательно выбрать точку для сосредоточенного прослушивания. И еще одна особенность – динамики не очень чувствительные, поэтому возникли особые требования к требуемой подводимой мощности. И да, конечно это ловушка – после примерно третьей доработки усилителя я начал подозревать что проблема не в нем и пожалуй уже точно пора дорабатывать акустику, а не усилитель. Первая мысль – снизить порядок фильтров и таким образом улучшить отдачу. Но, как я уже упоминал ранее – на практике это решение почти всегда ошибочно. Дело в том, что при низкой частоте раздела между НЧ и СЧ из-за параллельного соединения звеньев фильтра происходит наложение пиков импедансов НЧ динамика и ШП динамика в СЧ звене, что заметно снижает итоговую добротность НЧ звена, то есть пик итогового НЧ резонанса становится ниже и шире. На графике зависимости импеданса от частоты это проявляется как некоторая “полочка” на “седле” 🙂 между резонансными НЧ пиками. Это могло бы быть хорошо и “полезно”, если бы не вполне отчетливо слышимая модуляция СЧ диапазона в зависимости от уровня НЧ составляющей сигнала на средней и высокой громкости звучания – КИЗ размываются, локализация источников звука теряется. Поэтому параллельные фильтры первого порядка при низкой частоте раздела НЧ и СЧ (ВЧ) – это не самое лучшее решение. И тут я вспомнил о таком интересном варианте, как последовательный фильтр.
Итерация №2. Последовательный фильтр.
Этот тип фильтров стал широко известен в начале 70-х годов благодаря докладу Richard Н. Small на одной из сессий Audio Engineering Society. В материалах доклада в частности была такая интересная таблица.

Приведенная выше часть таблицы относится к расчету номиналов последовательного фильтра первого и квази-второго порядков.
(Почти) окончательный вариант схемы последовательного разделительного фильтра

Измерения:
Импеданс последовательного фильтра без нагрузки, импедансы НЧ и ВЧ звеньев

Импеданс НЧ звена – оформление ФИ и ПАС

Итоговый импеданс

Первоначальная АЧХ. Отчетливо видна “яма” на нижних СЧ, то есть полярность СЧ ВЧ динамика нужно поменять. В свою очередь это означает, что порядок фильтра скорее второй, чем первый

Коэффициент гармоник @1V@1000Hz

Я применил квази-второй порядок НЧ-СЧ фильтра. Это несколько ухудшило равномерность АЧХ и Z-ЧХ, но позволило сохранить сфокусированность КИЗ в широком диапазоне подводимой мощности. Уже при первом включении я заметил, что акустика “дышит”, музыка свободно льется и при небольшом уровне громкости. Идея о доработке и “подборе” требуемой мощности усилителя потеряла актуальность.
Несколько интересных фото.
Параллельный фильтр –

Последовательный фильтр –

“Лишние” детали 🙂

Фото готовой акустики.
P.S. (Апрель 2022)
Немного подкорректировал номиналы элементов разделительного фильтра. По-прежнему, обошелся без пассивной аттеньюации – то есть резисторов в фильтре нет. АЧХ акустики в моей системе, снятая в месте прослушивания (на диване), НЧ оформление – ФИ, ШП СЧ динамик – без виззера. Обратите внимание на то, что в диапазоне 50 Hz…20 kHz отклонение АЧХ укладывается в 5dB. Интересен и ход АЧХ на частотах ниже 40 Hz – это к вопросам об итоговой АЧХ всей системы и акустической подготовке комнаты для прослушивания. 🙂

Январь…Март 2022 г. Владивосток
Внезапно (небольшой анонс)
В ожидании нового (красивого) корпуса:
Все-таки решил добавить ВЧ динамик.АЧХ до и после, микрофон по центру. Видно, что whizzer улучшает равномерность АЧХ и компенсирует провал в области 10К. Но, если микрофон отклонить на 40…60 градусов, то АЧХ становится примерно-аналогичной АЧХ без whizzer’а. 🙂

В итоге – удаление whizzer’а и добавление “правильного” ВЧ динамика дает более гладкую АЧХ и более широкую и равномерную диаграмму направленности на ВЧ.

Июнь 2021 г.Владивосток
Иногда они возвращаются. На этот раз с супертвиттером.
Небольшой Анонс
Upgrade акустики Pioneer CS-100
Примерно с пару месяцев назад меня пригласили на “смотрины” и небольшую прослушку очень интересной и пожалуй даже в чем-то уникальной акустики Pioneеr CS-100, экземпляр который был недавно привезен из Японии. По результатам прослушки комплект акустических систем был приобретен и у счастливого владельца возник закономерный вопрос – а можно ли что-либо улучшить в акустике, которой в общем-то уже примерно 40 лет? (Спойлер: Можно!)
Но для начала немного технических подробностей. Pioneer CS-100 – полноразмерная напольная трехполосная акустическая система, выпускавшаяся в Японии с 1969 до примерно начала 80-х годов. Даже на сегодняшний день характеристики системы выдающиеся –
- Схема построения: 3 полосы, 4 динамика, акустическое оформление закрытый ящик (!), напольное размещение.
- Динамики: НЧ: 38cm (PW-38F). СЧ: 16cm (PM-16B, 2 шт, соединены параллельно), ВЧ рупорный (PT-102F, алюминиевая диафрагма)
- Номинальный Импеданс: 8 или 16 Ом, выпускались два варианта
- Номинальный диапазон воспроизводимых частот: 20…20000Hz
- Номинальное звуковое давление: 97dB/W(!)
- Максимальная подводимая мощность: 60W (@16 Ом)
- Габаритные размеры. 600(ш) х960(в) x445(г) мм
- Вес: 63kg

Схема фильтров довольно интересна. Фильтры НЧ (L1C1) и ВЧ (C4L4) звеньев – очень похожи на “классический” Linkwitz-Riley второго порядка с частотами раздела 600 и 6000 Hz, отсутствие цепей компенсации импеданса перед НЧ и ВЧ динамиками вероятно подразумевает, что их АЧХ исключительно ровны и свободны от нежелательных резонансов. Фильтр СЧ звена – более оригинален и представляет собой комбинацию фильтра первого порядка (L2C2), нагруженного на цепь увеличения импеданса в некоторой полосе частот (L3C3) и дополненного цепью выравнивания входного импеданса фильтра (L6R6C5). Вероятно, разработчики таким образом уходили от необходимости применения конденсаторов большой емкости. Элементы L5R5 шунтируют акустику ниже некоторой (довольно низкой) частоты, отбирая и рассеивая часть мощности усилителя, ограничивая тем самым амплитуду смещения диффузора НЧ динамика. Поскольку акустика – закрытый ящик – то в самом общем случае такое решение позволяет уменьшить уровень искажений в диапазоне ниже резонансной частоты НЧ динамика в этом оформлении и защитить подвес динамика от черезмерного смещения диффузора на пиках суб-НЧ сигналов. Переключатели SW1, SW2 и набор постоянных резисторов R1R2 R3R4 образуют “традиционные” для того времени L-Pad аттеньюаторы СЧ и ВЧ динамиков. Коммутация L-Pad в реальном фильтре немного отличалась от приведенной на схеме.
Импеданс (ZЧХ) акустики выглядит так:

В общем, “идеально-ровным” импеданс назвать вряд ли можно. Действие вспомогательных цепей L5R5 и L6R6C5 вполне очевидно проявляется на Z-ЧХ.
Примерно через неделю эксплуатации и “прогрева” акустики было принято решение провести небольшой upgrade – во первых, убрать из корпусов старый пыльный, колючий и практически “полу-распавшийся” 🙂 акустический наполнитель, демпфировать корпуса АС Шумоff и слоем синтепона, заменить проводку и немного модернизировать фильтры – заменить старые провода и конденсаторы на более современные, убрать “лишнее“, переделать монтаж – но без пересчета номиналов и пересведения фильтров. Оригинальный “звуковой почерк“. характерный для этой акустики – должен быть сохранен.
Поскольку эта акустика эксплуатируется в “винилово-ламповом” комплекте аудиооборудования, где выходная мощность усилителя сравнительно невелика (~ 20W на канал) и уровень суб-НЧ естественно ограничивается выходными трансформаторами и межкаскадными конденсаторами – то элементы L5R5 из схемы фильтра можно исключить. Далее, поскольку усилитель имеет сравнительно низкое выходное сопротивление (~ 1 Ом) и хорошо демпфирует 16-Ом акустику, то и в элементах L6R6С5 нет никакой необходимости. Без этих элементов с одной стороны, несколько увеличится неравномерность Z-ЧХ, но с другой стороны я считаю, что не стоит устанавливать компоненты без очевидной необходимости – чем меньше компенсирующих и(или) фазосдвигающих цепей, тем меньше их влияние на звук. Учитывая идею построения СЧ фильтра и особенности взаимодействия элементов L2C2 L3C3 я оставил все необходимые “родные” катушки индуктивности. Затем, поскольку акустические свойства помещения, в котором установлена эта акустическая система – известны и предсказуемы, то и переключатели SW1 SW2 можно исключить, перекоммутировав R1R2 R3R4 в необходимом соотношении. Таким образом после переделки не только уменьшилось чисто “контактных групп”, но и трассировка соединений элементов фильтра получилась логичнее и гораздо проще.
Естественно, “демонтаж винтажа” всегда вызывает массу эмоций, требует особой аккуратности, практических навыков и терпения. И конечно, пару раз в минуты искренности и просветления я весьма прямо и непосредственно выражал свое мнение о способе монтажа “плотная многослойная скрутка и пропайка”, старинном оргалите, “присохших” и хрупких от времени винтиках, “задубевшем” клее и кристаллизовавшемся припое… Кошки Муся и Фрося, с интересом наблюдавшие за процессом, очень внимательно и терпеливо выслушивали мои экспрессивные комментарии. 🙂
Схема Фильтра после небольшой доработки очевидна и в ее публикации нет особой необходимости. Уточню лишь, что R1=10.5 Ом, R2=42 Ом, R3=5.8 Ом, R4=42 Ом.
Z-ЧХ:

АЧХ, снятая в реальном помещении. “Качающийся” микрофон UMIK-1, True RTA (1/24 Oct, сглаживание до 1/3 Oct). АЧХ правого канала для наглядности сдвинута вверх. Пики на ~ 30 и 60 Гц – влияние комнаты.

Несколько Фото:
И да, совсем забыл. Звучание акустических систем до и после переделки – “…Это Небо и Земля…”. “Земля“, это конечно “до” 🙂 При этом – в результате доработки оригинальный “звуковой почерк” системы не пострадал.
Февраль…Март 2019 г.Владивосток
Еще один upgrade, на этот раз в традициах осени 2020 года – “дистанционно” 🙂 – для Игоря из Солнечногорска. Фильтры были присланы мне, а Игорь тем временем занимался акустической обработкой корпусов и другими улучшениями.
Несколько Фото:
И да, “винтаж” и в этом случае проявил себя – один из регулирующих резисторов оказался с дефектом и схему фильтра пришлось немного доработать. Диапазон регулировки уровня на “ослабление” стал несколько уже. Так же пришлось изготовить более крепкие металлические крепежные планки для акустических разъемов.
Впечатления Игоря –
“…Виктор, спасибо за работу. Колонки запустил. Думал что улучшения будут, но не думал что настолько! Недельку прогрею, потом отпишусь об изменениях. Первое впечатление ~ восторг…”
“….Касательно акустики: Что самое важное, общий характер (звучания) не поменялся. Но во всём произошли изменения. В верхнем регистре появилось ещё больше деталей. Середина стала ещё более певучей, вокальные партии очень живые. Баса больше не стало (да и не надо), но он стал более хлёстким и собранным. Сцена не стала шире, но увеличилась локализация инструментов и артистов. В целом всё очень понравилось. Ещё раз большое спасибо за работу…”
Ноябрь 2020…Январь 2021 г.Владивосток
“Широкая” середина. Искусство больших и малых форм.
Как вы вероятно заметили из моих недавних публикаций – из всех акустических систем я предпочитаю акустику на широкополосных динамиках. На это есть своя причина – помимо общеизвестных преимуществ – лучшей детальности, цельности и объемности звучания в звуке широкополосной акустики присутствует удивительное притяжение, вызывающее “сопричастность” с музыкантами. Очень многие замечали, что через 5…10 минут после начала прослушивания такой системы мысли об “анализе звучания” куда-то пропадают и хочется просто слушать музыку, подпевать за исполнителем, переживая те эмоции, которые передают нам музыканты. Такое прослушивание создает очень хорошее, радостное и светлое настроение и каждый раз вы чувствуете, что казалось бы в давно знакомом произведении есть что-то такое, что вы никогда не слышали раньше, и (или) на что не обращали внимания. В общем – волшебство и магия. 🙂
Представляемая акустическая система приносит “волшебство и магию” звука в компактной форме, пригодной для удобного размещения в небольших комнатах меломанов.
Конструкция АС максимально проста – два динамика и кроссовер размещены в одном корпусе, при этом СЧ ВЧ динамик размещается в отдельном отсеке. НЧ оформление – ФИ, размеры корпуса и параметры оформления (итоговая добротность ~ 0.72) подобраны так, что ФИ не нуждается в дополнительной подстройке. То есть, – “при правильной сборке и отсутствии ошибок в монтаже конструкция начинает работать сразу после включения” 🙂
АЧХ, снятая c расстояния ~ 1м (True RTA, UMIK-1, снято 1/24 oct, сглажено до 1/6 oct) в обычной, то есть умеренно-подготовленной комнате для прослушивания:
Z-ЧХ и ФЧХ левого и правого каналов (DATS V2.1) –
Из графиков видно, что динамики, попавшие ко мне из партий с разными датами выпуска сделаны очень качественно, так как разброс их параметров очень небольшой.
В области от 100 Гц и выше акустика имеет довольно ровный импеданс (4.2…5.5 Ом), хорошую чувствительность ( ~ 90…92 dB) и способна вполне успешно работать с однотактным или двухтактным усилителем на лампах мощностью не менее 5 Вт на канал, при этом к выходное сопротивление усилителя может быть довольно высоким (до ~2.5 Ом), и даже в этом случае итоговая добротность НЧ оформления все еще останется довольно низкой.
Часто меня спрашивают о последовательных разделительных фильтрах “постоянного импеданса”. На сегодняшний день мой опыт работы с такими фильтрами позволяет мне сделать вывод, что их можно успешно применять при сравнительно высоких частотах раздела и низких индуктивностях СЧ и ВЧ динамиков. Насчет “постоянного импеданса” – в самом общем случае это фантастика. На практике всегда приходится искать компромисс между более-менее ровным импедансом акустики и номиналами элементов фильтра, требуемыми для конкретного набора динамиков. И еще – я считаю, что почему-то звучание акустики с такими фильтрами получается слишком уж “постным”, без “перчинки”. Поэтому, после ряда опытов с последовательными фильтрами, в этой конструкции я все-таки применил обычный параллельный фильтр первого порядка.
Схема разделительного фильтра:
Точные номиналы элементов фильтра я сообщаю по запросу только серьезным DIYer’ам – то есть тем, кто не только “как бы” захочет повторить конструкцию, но и хотя бы приобретет динамики 🙂 Полоса раздела НЧ и СЧ – примерно 500 Гц, резисторы R1 R2 и катушка L2 выравнивают импеданс СЧВЧ звена, обеспечивают необходимое согласование по уровням НЧ и СЧ ВЧ, а так же выравнивают АЧХ в СЧ области.
- НЧ Динамик: Eminence 8″ Paper Cone # 290-4007
- СЧВЧ Динамик: Tang Band W6-2144 6.5″ Full Range
- Катушка кроссовера (НЧ): ERSE Solid Core 18AWG
- Катушка кроссовера (СЧВЧ): ERSE Perfect Layer Air Core 18AWG
- Резисторы: Mills MRA12
- Конденсатор: Solen Fast + Audyn Cap Q4 (можно только Аudyn)
- Порт Фазоинвертора: Parts Express 2 1/2 ID Adjustable Port Tube
- Клеммная колодка: Parts Express Carbon Fiber Gold Plated 091-3620
- Провод для внутренней разводки: Supra Classic 15AWG
Чертеж одного из возможных вариантов корпуса:
Материал корпуса – МДФ 16…20мм + шпон. Внешние размеры (ш х в х г) 30х50х40 см. Идеально-точное соблюдение размеров корпуса не обязательно, некоторое увеличение внутреннего объема – не критично. В области расположения НЧ динамика стенки корпуса желательно обклеить вибропоглотителем Шумоff, вполне достаточно закрыть только часть площади каждой из поверхностей. Поверх Шумоff следует закрепить слой синтепона (“синте-шерстина”) толщиной 10…15 мм. Разделительные фильтры монтируются на отдельной плате и после закрепления в корпусе так же закрываются синтепоном. Заднюю стенку корпуса удобно сделать съемной – это существенно облегчит доступ к внутренним поверхностям и установку разделительных фильтров. Порт фазоинвертора можно вывести на переднюю панель, это может облегчить размещение акустики например в узкой и длинной комнате. В моем варианте порт ФИ размещен на задней стенке больше из эстетических, чем акустических соображений. Прямоугольное отверстие на задней стенке предназначено для крепления клеммной колодки. Снаружи в дно акустики вкручены резьбовые муфты M6, в которые ввинчиваются “стандартные” шипы или демпферные резиновые ножки. При разработке конструкции я предполагал, что акустические системы будут расположены “правильно” – то есть на достаточном расстоянии от стен комнаты и установлены (на ножках или на шипах) на специальные акустические стойки высотой 60…80 см. Очень хорошие, практически “идеальные” стойки изготавливает компания “Айронком”, контакты которой можно найти на форуме Soundex.
О настройке и сведении фильтров “на слух”.
На мой “слух” 🙂 без измерения параметров динамиков и снятия их АЧХ в акустическом оформлении грамотно выбрать частоту раздела в разумные сроки – невозможно. “Свести” на слух по уровню 2…3 полосы – за несколько итераций – вполне возможно, но есть свои особенности. Во-первых, нужно доверять собственному слуху и быть в нем уверенным. Во-вторых – нужно периодически отдыхать и не стараться сделать “все и сразу”. В-третьих – нужно помнить о “прогреве” пайки и “приработке” динамиков, так как звуковые особенности новых ШП и ВЧ динамиков очень существенно меняются по мере “прогрева”. В четвертых – если привлекаете для оценки результата так называемых “независимых экспертов”, то примите во внимание, что очень часто неподготовленные люди отдают предпочтение АЧХ с некоторым подъемом в области верхней середины, отмечая как бы “эмоциональность и выразительность” вокала, скрипичной игры. Это известная ловушка и “засада” 🙂 – такая мнимая “выразительность” звучания очень возбуждает слух и сильно утомляет при длительном прослушивании. При настройке фильтров обязательно выравнивайте верхнюю середину.
О звуке.
Он хорош. Во-первых, акустика “растворяется”, то есть звук идет не из акустических систем, а возникает в пространстве между ними. Во-вторых звучание – не утомляет и не напрягает, слушать можно дни и ночи напролет и прослушивание приносит радость и удовольствие. В-третьих, часто спрашивают – “А что с басом у малогабаритной акустики ?” Так вот, в области так называемого “баса” – все очень уверенно, он хорошо прорисован и выразительно звучат не только прекрасно записанные современные джазовые композиции – но и старый рок, который часто записан с известными “огрехами”.
Несколько фото:
PS Апрель 2019. Акустика хорошо “прогрелась” и я решил немного доработать фильтр. Он стал еще проще 🙂 В результате импеданс акустики немного подрос и стал ровнее. Звучание стало еще лучше 🙂 , на мой слух очень удачно удалось добиться эффекта звука, “отвязанного” от АС.
АЧХ, снятая в более-менее акустически подготовленном помещении, в точке прослушивания:
Схема Фильтра:
Я доволен результатом, проект вполне можно считать успешно завершенным 🙂
Сентябрь 2018…Апрель 2019 г. Владивосток