Трёхполосная АС. Проект "сборная солянка" из отечественных и импортных динамиков.

Экспериментальный проект. Описание процесса сборки самодельной АС из доступных динамиков 20ГДШ-101, 4ГДВ-1-8,
SVEN FD115-7.

1. С появлением в хозяйстве LC-метра MLC500 стало возможным самостоятельное изготовление катушек индуктивности для фильтров АС.

У меня так и не получилось договориться с земноводным зелёного цвета, чтобы купить готовые катушки
ссылка 1 или ссылка 2.



Из закромов Родины В коробках были найдены магнитопроводы ШЛ12*25, которые хранились с 90-х годов:

Ещё в пахнущей промасленной бумаге.
Это типа распаковка. ;)



Полтора часа потраченного времени, и пара катушек по 2 мГн готовы:

Одна намотана проводом ф0,9мм (около 120 витков; номинал подгонялся отмоткой), сопротивление 0,2 Ом.
Другая намотана сначала проводом ф0,7мм, затем ф0,9мм; сопротивление 0,3 Ом.

У меня нет предрассудков на счёт наличия магнитопровода или феррита в катушке.
Я вижу только пользу: сопротивление катушки 2 мГн (0,2 Ом) в ТРИ раза ниже, чем у катушки НЧ фильтра
в АС S-90 2 мГн (0,6 Ом).

Страшилки про нелинейные искажения от магнитопровода меня не тревожат.

2. Динамики.
НЧ секция планируется на базе динамика sven FD115-7


СЧ динамик — 20ГДШ-101 (аналог 5 ГДШ-5-8)


ВЧ динамик — 4 ГДВ-1-8

3. Корпуса.
Для НЧ секции оставлено родное акустическое оформление фазоинвертор и, соответственно, родной корпус АС sven BF-21R.
Тем более, что с настройкой фазоинвертора получилось разобраться в в данном обзоре:

Твитеры уже отключены (тем более, что один твитер уничтожен).

СЧ-ВЧ секцию решил вынести в отдельный корпус, тем более что состоялась пара пустых корпусов от компьютерной акустики.

Посадочные места в корпусе были увеличены при использовании подручного инструмента.
Не совсем эстетично, но задача впихивания была выполнена.

Установка твитеров — это не для слабонервных: через а.п. через отверстие СЧ динамика.
При этом гайки М4 надо держать с внутренней стороны передней панели (т.е. изнутри корпуса).
Жесть.
Но есть и положительный момент: сетки встали на свои места, не смотря на то, что одно отверстие немного прикрыто «ухом» СЧ динамика.


4. Усилитель.
В ходе процесса было решено использовать встроенный усилитель BF-21R,
т.к. огород из отдельного внешнего усилителя и четырёх колонок — это перебор.

Тут же возникла задача: как вывести сигнал с усилителя на дополнительную СЧ-ВЧ колонку?
Внимание привлекло неиспользуемое гнездо для подключения саба:


Отключить гнездо от схемы не составило труда: достаточно было выпаять резисторы R25 и R26:

Модуль УМ:

На ПП эти резисторы были обозначены 3R19 и 3R20:

Разрезы на печатной плате около гнезда «SUB OUT»:

Примечание: разрез проводника «земля» необходим, чтобы отвязать силовую землю от слаботочной земли, которая присутствует на плате входов.

Затем парой перемычек соединил гнездо с выходным разъёмом динамика.
Казалось бы, всё сделано правильно. Но при включении колонка начала кряхтеть и издавать неприличные звуки.

Далее последовала итерация по вскрытию колонки и вытаскиванию модуля УМ.
Потратив пару часов впустую, я так и не разобрался, в чём загвоздка.

Симптомы были следующие: при втыкании штеккера ф3,5 в гнездо колонка начинала работать неправильно.
Похоже, сказались какие-то чудеса коммутации внутри гнезда.
Напоследок заметил, что ноль (ободок) гнезда соединён с алюминиевой панелью корпуса, которая имеет своё соединение со схемой.

В конце концов перемычки были отпаяны от загадочного гнезда.
А на колодке для АС появилась пара дополнительных контактов:

Латунные стойки М3 от АС S-90. ))
На этом чудеса закончились.

5. Трансформатор.
Оказалось, что колонка, в которую встроен усилитель, гудит.
Гудит не сильно, но надоедливо.
Причина нашлась быстро: трансформатор питания.
Проверка состояла в отсоединении питающего разъёма от платы УМ: акустический гул остался.

После извлечения трансформатора из корпуса АС выяснилось, что сам трансформатор вибрирует на частоте питающей сети.
Если поставить трансформатор на стол, появляется гул.
Если же держать трансформатор в руке, полная тишина.

Хм, задачка. Заниматься вопросами виброразвязки корпуса АС и трансформатора мне совсем не входило в мои планы.
По обыкновению, из загашников был извлечён отечественный трансформатор ТН36.

Пробное включение, и ситуация повторилась 1в1: такая же вибрация и гул, если трансформатор покоится на столе.

— Мы вычерпали бочку до дна. Кандидатов больше нет.
— Надо найти другую бочку! © (к\ф «The Cutting Edge» 1992)

Пришлось снова поискать: нашёлся венгерский трансформатор 2*12В 30Вт.

Мощность маловата, но мне достаточно.

Ещё пара потраченных вечеров, и симпатичный трансформатор был запихнут на место родного.
Первое включение и… разочарование: акустический гул от корпуса сменился на ещё более сильный из НЧ динамика.

Всё оказалось элементарно: катушка НЧ фильтра 2мГн оказалась в непосредственной близости от трансформатора питания.

Далее без вариантов: трансформатор питания и усилительный модуль были извлечены из корпуса.
Таким образом активная НЧ колонка превратилась в обычную пассивную.

Теперь вместо усилительного модуля — заглушка:


6. Схема фильтров.

R1, R2, R3 — соответственно НЧ, СЧ и ВЧ динамики. ВЧ динамик инвертирован!
Цепочки Цобеля для НЧ и СЧ динамика не показаны.

АЧХ в симуляторе:


ФЧХ в симуляторе:


Катушки поленился мотать: использовал 240мкГн из старых запасов

Катушки 150мкГн — от фильтров тыловых АС Magnat.

Лайфхак: катушки от припоя идеально подходят для намотки СЧ-ВЧ катушек фильтров.

Совмещённые АЧХ (замер на выходе каждого фильтра, нагруженного на свой динамик):

Примечание: все графики удобно рассматривать в полном размере (открываются по клику).

«Волны» на АЧХ фильтра НЧ — следствие изменения Z(f) НЧ динамика.
Бугор на 70Гц, естественно, совпадает с частотой резонанса в корпусе (максимум сопротивления).
Так что никаких чудес.

7. Компенсирующая цепочка Буше-Цобеля для динамика (ссылка на оригинал статьи).
Компенсирующей цепочкой — это RC-цепочка, при подключении которой параллельно RL-цепочке входное сопротивление полной цепи становится независимым от частоты:

Условие компенсации: C = L/R²

Касательно применения цепи Цобеля-Буше есть мнение,
что их применение не имеет смысла. Глупости!

Без цепочки Цобеля фильтры 1-го порядка почти что не работают с динамиками.
Проверка ФНЧ с цепочкой Цобеля (график розовым цветом) и без (график жёлтым цветом):

Без комментариев.

Для СЧ динамика 20ГДШ-101 аналогично требуется цепь Цобеля.
Индуктивность 20ГДШ-101 — около 186 мкГн.
Подбирать номиналы для цепочки Цобеля в большой точностью не требуется.
Например, активное сопротивление СЧ динамика 6,3 Ом, поэтому подойдёт резистор от 6,2 до 8,2 Ом.
Конденсатор — +-20%.

Для ВЧ динамика использован резистор в параллель динамику, поэтому болтанка Z(f) минимизирована.

Собранный ФНЧ:

Цепочки Цобеля:
— для НЧ динамика FD115-7 резистор 3,9 Ом и конденсатор 30 мкФ*50В (сборка 3*10мкФ);
— для СЧ динамика 20ГДШ-101 — 4,7мкФ и 6-8 Ом.

Проверка микрофоном «этажерки»:

НЧ звено представлено экспериментальным сабом с заткнутым ФИ.

Усреднение 1/3 октавы.

Только СЧ+ВЧ звено:


8. Прослушивание и выводы.
Gruppenfoto на память:


АС были подсоединены к усилителю Амфитон-002-2021.
Субъективно маловато низких частот, сказывается низкая чувствительность динамика FD115-7.
Даже ФИ не помог. (

Звук СЧ динамика доминирует. Я давно не слушал 20ГДШ-101. Непривычное звучание.
Необходима НЧ секция с чувствительностью, соответствующей чувствительности (или даже выше) СЧ динамика.
Можно бы использовать отдельный усилитель для НЧ секций и подровнять чувствительность.
Но такой вариант не входил в мои планы. Возможно, позже попробую.

Эксперимент закончен. Опыт получен. ))
Всем удачных экспериментов!

В следующем обзоре: «Удаление пассивного излучатели из 35АС-015».