3-х полосная АС на 10 ГД-З0Е, 4 ГД-8Е и 3 ГД-31

Предлагаемый вниманию читателей громкоговоритель выполнен на основе широко распространённых динамических головок 10ГД-З0Е, 4ГД-8Е, 3ГД-31 и предназначен для работы с высококачественной звукоусилительной аппаратурой.

Основные технические характеристики:

Воспроизводимый диапазон частот: 20 – 25000 Гц
Неравномерность АЧХ в диапазоне:
20-25000 Гц: 12 дБ
20-22000 Гц: 6 дБ
27-20000 Гц: 4 дБ
Номинальная мощность: 12 Вт
Максимальная мощность: 30 Вт
Номинальное электрическое сопротивление: 8 Ом
Частоты раздела фильтра: 500 Гц и 5000 Гц
Используемые динамики:
НЧ: 10 ГД-30Е
СЧ: 4 ГД-8Е
ВЧ: 3 ГД-31
Габариты (ВхШхГ): 500х350х250 мм

Описание:

Акустическое оформление громкоговорителя выполнено в виде фазоинвертора. Динамические головки подключаются к усилителю через трёхполосный разделительный LC-фильтр (рис.1) с частотами раздела 0,5 и 5 кГц. Отличительная особенность фильтра — наличие в нем аттенюаторов, обеспечивающих ступенчатую (с шагом 2 дБ) регулировку АЧХ громкоговорителя в области высших и средних частот на ±4 дБ относительно среднего уровня.

polkaS_014 ldsound.ru  (1)

Резисторы аттенюаторов намотаны манганиновым проводом ПЭМС 0,25. В качестве каркасов использованы резисторы МЛТ-2 сопротивлением более 100 кОм. Переключатели S1 и S2 — галетные (ПМ или ПГК).

Необходимые значения емкостей конденсаторов фильтра получены параллельным соединением нескольких конденсаторов типов МБГО, МБГН, БМТ и т. п. (желательно с допустимым отклонением ёмкости от номиналов ±5%).

Катушки L1 и L2 намотаны на пластмассовых каркасах (рис.2), L3 и L4 — бескаркасные, внутренним диаметром 36 и длиной 20 мм. Намотка всех катушек рядовая, виток к витку. Катушка L1 содержит 312, L2 — 263, L3 — 98, L4 — 82,5 витка провода ПЭВ-2 диаметром 1,84. Автотрансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ОЛ 32x28x5. Его обмотка содержит 1000 витков провода ПЭЛШО 0,27 с отводом от середины.

polkaS_014 ldsound.ru  (2)

Корпус громкоговорителя изготовлен из фанеры толщиной 10 мм. Передняя панель (рис.3), на которой установлены головки и переключатели S1 и S2 (для них предназначены отверстия диаметром 10 мм), отстоит от края корпуса на глубину 10 мм. В это углубление плотно вставлена съёмная деревянная рамка с туго натянутой на неё хлопчатобумажной канвой (для вышивания крестом), многократно покрытой нитроэмалью НЦ (в аэрозольной упаковке).

polkaS_014 ldsound.ru  (3)

Динамические головки закреплены винтами М4 с гайками через резиновые кольца-прокладки толщиной 1,5-2 мм. До установки кольца с обеих сторон покрыты резиновым клеем. Винты вставлены с лицевой стороны панели. Под шайбы крепления низкочастотной головки дополнительно подложены резиновые шайбы толщиной 2 мм.

Катушки разделительного фильтра желательно максимально разнести друг от друга и от магнитных систем головок. Лучше всего их разместить на задней стенке корпуса.

Стенки корпуса скреплены сосновыми брусками сечением 15х15 мм и шурупами, ввинченными изнутри корпуса. Перед установкой на место бруски покрывают синтетическим клеем «Марс». Этим же клеем герметизируют и все швы.

Между серединами боковых стенок корпуса вставлена деревянная распорка сечением 20х25 мм, а на расстоянии 80 мм от задней стенки установлена вертикальная перегородка размерами 410х120 мм, примыкающая длинной стороной к боковой стенке. Перегородка оклеена поролоном толщиной 10 мм.

В углах ящика созданы уплотнения из ваты так, что его внутренняя поверхность имеет округлую форму. Весь оставшийся объем равномерно заполнен ватой (600-700 г) с таким расчётом, чтобы между отверстием туннеля фазоинвертора и головкой 10ГД-З0Е остался некоторый проход (его формируют металлической сеткой или проволочными дугами). Гофры диффузоров головок 4ГД-8Е и ЗГД-З1 пропитаны раствором касторового масла в ацетоне (концентрация раствора для первой из них — 50-70 %, для второй — 15-20%). Такая пропитка снижает неравномерность АЧХ головок на 3-5 дБ. Центральная (до половины радиуса) часть диффузора головки 4ГД-8Е пропитана слабым раствором цапонлака в ацетоне, а после высыхания на неё дополнительно нанесён слой разбавленного бензином резинового клея (обработку ведут при вставленной в зазор звуковой катушки оправке из киноплёнки). Такое двухслойное покрытие в сочетании с несимметричным заполнением ватой колпака, закрывающего эту головку, позволило избавиться от провала на её АЧХ в области частот 1100-1700 Гц.

Колпак изготовлен из картона и представляет собой усечённый конический сектор с углом 90°, приклеенный непосредственно к головке. Пространство между его стенками и диффузородержателем головки заполнено ватой, причём с одной стороны от плоскости симметрии колпака её вложено больше, чем с другой. Для исключения попадания ваты в пространство между диффузорами головок 4ГД-8Е и 10ГД-30Е и их диффузородержателями окна в последних заклеены марлей.

polkaS_014 ldsound.ru  (4)

Туннель фазоинвертора (рис.4) изготовлен из дюралюминия Д16-Т. Для его перестройки используются две сменные вставки длиной 50 и 90 мм (рис.5). Увеличение длины туннеля со 100 до 176 мм позволяет изменить частоту настройки фазоинвертора с 30,5 до 18 Гц. Коническую часть туннеля можно также склеить из чертёжной бумаги (картона), сохранив при этом внутренние размеры Толщину стенок желательно довести до 4-5 мм. Для сменных стаканов может подойти сантехническая полиэтиленовая труба внутренним диаметром 36 мм или картонная труба от калейдоскопа с таким же внутренним диаметром.

polkaS_014 ldsound.ru  (5)

Обычно фазоинвертор настраивают либо на резонансную частоту головки, либо чуть ниже её. А поскольку резонансные частоты отдельных образцов головок одного и того же типа могут иметь значительные различия (у головки 10ГД-30Е например, резонансные частоты отдельных образцов могут быть в пределах от 24 до 40 Гц), фазоинвертор необходимо настраивать строго индивидуально с учётом резонансной частоты конкретного образца используемой головки.

Настроить фазоинвертор можно двумя способами — либо измерением модуля полного сопротивления головки в фазоинверторе, либо с помощью генератора резонансных частот. Первый из этих способов достаточно сложный, поэтому здесь не рассматривается, второй, предложенный автором, — намного проще: он не требует измерительных приборов и позволяет с достаточной точностью настроить фазоинвертор на частоту резонанса головки.

polkaS_014 ldsound.ru  (6)

Для настройки необходимо изготовить генератор резонансных частот (рис.6). Настраивают фазоинвертор в такой последовательности. Низкочастотную головку отключают от фильтра и подсоединяют к генератору. Включив питание, лёгким толчком по диффузору переводят генератор в режим автоколебаний (их частота будет равна резонансной частоте подвижной системы головки в данном акустическом оформлении). Перестраивая фазоинвертор, добиваются максимальной амплитуды колебаний воздуха в отверстии туннеля и одновременно некоторого уменьшения колебаний диффузора головки. Это будет свидетельствовать о настройке туннеля на частоту резонанса головки. Если возникнет необходимость настроить фазоинвертор на более низкую частоту, длину туннеля придётся несколько увеличить (оптимальную длину подбирают, прослушивая музыкальные программы с достаточным уровнем НЧ-составляющих).

При затруднении в определении максимума колебаний воздуха в отверстии фазоинвертора можно воспользоваться ещё более упрощённым способом настройки. Поскольку частоту автоколебаний генератора резонансных частот определяют многие факторы (механический резонанс головки, форма корпуса громкоговорителя, упругость воздуха в нем, наличие резонирующих отверстий и т.д.) и среди них не последнее место занимает акустическое оформление громкоговорителя, то при перестройке фазоинвертора изменяется и частота колебаний генератора. В частности, изменение длины туннеля от минимальной до максимальной сопровождается заметным на слух понижением частоты колебаний генератора. Расположившись на расстоянии 1-1,5 м по оси головки и перестраивая фазоинвертор указанным способом, нетрудно заметить сначала медленный, едва заметный спад звукового давления (громкости), а затем, по достижении некоторого предела, более значительный и резкий спад. Длину туннеля, соответствующую частоте чуть более высокой, чем частота этого перехода, можно считать оптимальной. Перед настройкой место соединения частей туннеля смазывают резиновым клеем.

polkaS_014 ldsound.ru  (7)

АЧХ громкоговорителя при установке переключателей S1 и S2 в средние положения показана на рис.7. Из характеристики видно, что её неравномерность в области частот 27-50 Гц составляет всего 1 дБ, а в области частот 27-20000 Гц — не превышает 4 дБ. Штриховыми линиями изображены АЧХ при установке переключателей S1 и S2 в крайние правое (а) и левое (б) положения.

В громкоговорителе можно использовать и головки 25ГД-26, 10ГД-34, ЗГД-З1 (2 шт.). В этом случае номинальное сопротивление громкоговорителя составит 4 Ом, а номинальная мощность возрастёт до 30 Вт.

Автор проекта: Голунчиков А.
г. Майский, КБАССР

2 комментария: 3-х полосная АС на 10 ГД-З0Е, 4 ГД-8Е и 3 ГД-31

  1. Михаил пишет:

    На этих же динамиках есть статья Ф. Буданкова в “В помощь радиолюбителю” выпуск 79, называется “Высококачественный трехполосный громкоговоритель”, схема похожа на статью Голунчикова и, возможно, это плагиат с Голунчикова. Но в схеме у Буданкова нет трансформатора на сердечнике ол, нет резисторов из манганинового провода и переключателя АЧХ. Обычный кроссовер. Подскажите, уважаемые форумчане, есть-ли смысл собирать колонку по статье Буданкова в виду её более доступной элементной базы. Спасибо!

    • LDS (администратор) пишет:

      Данная статья и есть работа Голучникова. Я просто ее назвал по выбору используемых динамиков. Здесь в фильтре добавлены регуляторы по средним и высоким частотам. Можете делать без них, так намного проще.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *