Акустическая система VERNA 50-04

Многим знакомы акустические системы “Verna”, некоторые проекты давно уже опубликованы на ldsound.ru. Сегодня познакомимся с еще одной моделью из этой линейки АС — “VERNA 50-04”, разработанной на базе головок громкоговорителей российского производства.

Акустическая система «VERNA 50-04» представляет собой четырехполосный фазоинвертор с полезным объемом 48 л. Отличительная особенность новой модели — использование двух головок для воспроизведения низкочастотных составляющих звукового диапазона 35 ГДН-1-4 и 25 ГДН-3-4, причем последняя работает в отдельном изолированном боксе объемом около 2,4 л. Каждая из головок воспроизводит свою полосу частот. Введение второй головки позволило значительно уменьшить направленность излучения на частоте разделения полос, уменьшить коэффициент нелинейных искажений, увеличить подводимую к АС мощность звукового сигнала.

Многочисленные испытания показали, что оптимальный объем для головки 35 ГДН-1-4 при использовании фазоинверсного оформления находится в пределах 40-50 л. Именно таким он выбран и для АС «VERNA 50-04». Высокая линейность АЧХ и небольшие нелинейные искажения достигаются в этом случае при применении комбинированного звукопоглотителя — ватина и хлопчатобумажной ваты. На улучшении параметров АС положительно сказалось и увеличение площади сечения отверстия фазоинвертора (до 25-30% от полезной площади диаметра НЧ головки). Эти и другие (например, правильно выбранные расположение НЧ головки на передней панели и соотношения размеров корпуса) меры по улучшению параметров АС позволили получить неравномерность АЧХ в диапазоне частот 45-500 Гц не более ±3 дБ и неравномерность АЧХ звукового давления на нижней граничной частоте (для 35 ГДН-1-4 это 36-42 Гц) относительно уровня среднего звукового давления — 7-10 дБ. Для сравнения последний показатель у таких известных АС, как «Электроника 100 АС-063» и «Электроника 50 АС-061м», ранен соответственно -12 дБ и -15 дБ.

Функции среднечастотной головки выполняет 5 ГДШ-5-4 (выпускает одно из предприятий г. Гагарина, Россия) с пропитанным специальным составом подвесом и панелью акустического сопротивления (ПАС). Вообще, выбор конкретной СЧ головки для АС является наиболее сложным. Это обусловлено тем, что в АС высокой верности СЧ головки воспроизводят диапазон частот 300-8000 Гц, где чувствительность слуха по всем видам искажений максимальна (субъективные дифференциальные пороги восприятия практически всех видов искажений находятся в области 1-2 кГц). На эту полосу частот приходится и максимум спектральной плотности мощности почти всех видов музыкальных программ. Все погрешности воспроизведения СЧ головки обычно обнаруживаются экспертами при субъективном прослушивании АС и отмечаются как окрашенность звучания, отсутствие прозрачности и т. д.

К сожалению, ни в России, ни в других странах СНГ до сих пор не освоен промышленный выпуск СЧ головок для АС высокой верности. Неслучайно поэтому выбор пал на 5 ГДШ-5-4. Во-первых, как автомобильная головка она имеет необходимую чувствительность, достаточную механическую и электрическую прочность, а также необходимую мощность в диапазоне 800-7000 Гц. Во-вторых, 5 ГДШ-5-4 имеет тангенциальный подвес с гофрами в виде трехгранных пирамид. Такие подвесы получили в последние годы широкое распространение, благодаря своим преимуществам перед подвесами с синусоидальной гофрировкой, использующимися в большинстве отечественных и зарубежных СЧ головках. Дело в том, что у 5 ГДШ-5-4 первая и вторая резонансные частоты по частотному диапазону разнесены значительно больше, а значит, гораздо меньше вероятность их совпадения и возможность появления пика (провала) на АЧХ головки. Кроме того, тангенциальные подвесы имеют более линейные характеристики упругости, от которых в немалой степени зависят и величина нелинейных искажений, и форма АЧХ головки. В-третьих, материалом для диффузора головки 5 ГДШ-5-4 служит целлюлоза, которая позволяет получить наиболее легкое, прозрачное и чистое звучание.

Перед установкой головку 5 ГДШ-5-4 необходимо доработать. Доработка сводится к следующему. Подвес с тыльной стороны через окна диффузородержателя следует пропитать двумя слоями мастики, приготовленной на основе герлена, полиизобитулена и авиационного бензина. Окна в диффузородержателе заклеены искусственным войлоком.

Характеристики доработанной 5 ГДШ-5-4:

Диапазон воспроизводимых частот: 300-13000 Гц

Неравномерность АЧХ в диапазоне 400-7000 Гц: ±2 дБ

Уровень характеристической чувствительности: 92,5 дБ/Вт/м

Паспортная мощность: 15 Вт

Номинальное электрическое сопротивление: 4 Ом

Резонансная частота: 185 Гц

Как показали испытания, эта головка лишь по некоторым параметрам (меньшая неравномерность АЧХ ±1 дБ; более высокий уровень характеристической чувствительности — 93 дБ/Вт/м, большая паспортная мощность — 50 Вт) уступает одной из лучших среднечастотных головок французской фирмы “AUDAX 12P25FSM” и существенно превосходит типовую СЧ головку 20 ГДС-3 производства Ивано-Франковского радиозавода (Украина). Последняя имеет более узкий диапазон воспроизводимых частот (490-4650 Гц), большую неравномерность АЧХ (±7 дБ), меньший уровень характеристической чувствительности (89 дБ/Вт/м). Худшие параметры имеют и СЧ головки 20 ГДС-1 (г. Рига, Латвия); 20 ГДС-4 (г. Бердск, Россия); 30ГДС-1 (г. Красный Луч, Украина).

В АС «VERNA 50-04» использована ВЧ головка 10 ГДВ-2-16 производства Бердского радиозавода. При прочих аналогичных параметрах по сравнению с другими отечественными головками она имеет более пологую АЧХ.

Схема разделительных фильтров АС показана на рис. 1. Частоты их раздела 300, 850 и 7000 Гц. НЧ головки ВА1 и ВА2 включены через фильтры первого порядка L1R1C1 и L2R2C2C3 с крутизной спада на частоте раздела 6 дБ на октаву. Для СЧ головки ВАЗ применен комбинированный полосовой фильтр C4L3C5R3 — на нижней граничной частоте первого порядка, а на верхней — второго, с крутизной спада 12 дБ/на октаву. В ВЧ звене использован фильтр третьего порядка с крутизной спада на нижней частоте раздела 18 дБ/на октаву.

Рис. 1. Схема разделительного фильтра

Указанная на рис. 1 полярность включения головок обеспечивает максимальную линейность АЧХ АС. Катушки L3 и L4 намотаны на пластмассовых каркасах диаметром 20 и высотой 25 мм и содержат соответственно 115 и 135 витков провода ПЭЛ-1 0,67. Катушка L2 намотана на магнитопроводе из феррита 2000 НМ размерами 15x8x85 мм, ее обмотка содержит 90 витков провода ПЭЛ-1 1,12. В качестве магнитопровода для катушки L1 использованы два склеенных вместе бруска размерами 15x8x85 мм из феррита 2000 НМ. Обмотка этой катушки состоит из 140 витков провода ПЭЛ-1 1,12. Намотка — виток к витку.

Конденсаторы С1-С4 — К73-16 на напряжение 63 В, остальные — К73-11 и МБМ. Мощность резисторов R1 и R2 — 25, a R3 и R4 – 5 Вт.

Детали фильтра смонтированы на стеклотекстолитовой плате, которая через резиновую прокладку шурупами прикреплена к нижней панели АС. Монтаж навесной.

Рис. 2. “VERNA 50-04” (слева “VERNA 35-02”)

Конструктивно АС выполнена в виде единого корпуса (на рис. 2 — слева; рядом – АС «VERNA 35-02»). Эскиз передней панели показан на рис. 3, а разрез корпуса АС по осям отверстий для установки головок — на рис. 4.


Рис 3. Эскиз передней. Рис 4. Разрез корпуса АС по осям отверстий для установки головок:

 

Передняя панель 5 (750×270 мм) и боковые 2 (718×322 мм) изготовлены из фанеры толщиной 12 мм, а верхняя 1 (328×270 мм), задняя 19 (718×246 мм) и нижняя 14 (328×270 мм) — из ДСП толщиной 16 мм. Верхняя и нижняя панели установлены на торцы боковых, задняя вклеена вовнутрь, а передняя крепится снаружи, закрывая своей плоскостью торцы остальных панелей. На всех (кроме верхней и нижней) панелях корпуса с помощью клея ПВА приклеены бруски жесткости 11 сечением 25×25 мм. Между задней и передней панелями установлен брусок-стяжка 18 (25×25 мм), соединенный с ребрами жесткости этих панелей 17 и 9. Подставками корпуса служат бруски из твердого дерева 13 размерами 50x50x250 мм, приклеенные к корпусу через пористую резину 12 толщиной 5 мм.

Вся внутренняя поверхность корпуса (кроме передней панели) покрыта эффективным вибропоглотителем. Для этой цели можно использовать плотный войлок, фольгоизол, поронит, герлен, общая толщина покрытия — около 20 мм. На рис. 4 он не показан. Поверх вибропоглотителя проложен слой ватина 16 толщиной 60 мм. Головки громкоговорителей установлены снаружи передней панели напротив соответствующих отверстий через микропористую резину толщиной 3-5 мм и закреплены шурупами. Диффузородержатели окрашены в черный цвет. В отверстии 3 установлена СЧ головка 5 ГДШ-5-4, в отверстии 6 — ВЧ головка 10 ГДВ-2-16, в отверстии 7 — НЧ головка 25 ГДН-3-4 и в отверстии 10 — НЧ головка 35 ГДН-1-4. Отверстие 15 в задней панели корпуса АС (37×44 мм) служит для установки соединительной розетки.

НЧ головка 25 ГДН-3-4, а также СЧ и ВЧ головки помещены в отдельный бокс 8 внутри корпуса АС. Причем СЧ головка отделена перегородкой от НЧ. Бокс изготовлен из фанеры толщиной 10 мм. В большей части его объема (около 2,4 дм3) размещены головки 25 ГДН-3-4 и 10 ГДВ-2-16, в меньшей (около 0,8 л) — 5 ГДШ-5-4 Корпус бокса приклеен к передней панели клеем ПВА. Внутренние поверхности бокса, где установлены 25 ГДН-3-4 и 10 ГДВ-2-16, покрыты тремя слоями ватина 16 а пространство бокса, оставшееся свободным, заполнено хлопчатобумажной ватой из расчета 100 г/л объема. Другая часть бокса (для 5 ГДШ-5-4) равномерно заполнена ватой из расчета 120 г/л объема.

Труба фазоинвертора вставляется в отверстие диаметром 72 мм (оно показано на эскизе передней панели). Внутренний ее диаметр — 70 мм, длина 55 мм, толщина стенок — 1 мм. Изготовлена труба из стали, внутренняя поверхность окрашена черной нитроэмалью. Фазоинвертор настроен на частоту 38 Гц.

Для монтажа головок и элементов фильтра использован провод МГШВ сечением 1,5 мм2. Для уменьшения потери характеристической чувствительности, соединительные провода от усилителя мощности к АС должны иметь сечение не менее 1,5 мм2 при длине не более 3 м.

Собранный корпус тщательно обработан наждачной бумагой до устранения всех неровностей и оклеен черным тисненым кожзаменителем. Передняя и задняя панели снаружи покрыты одним слоем черного нитролака.

В нижней части передней панели закреплен (на шкантах) декоративный брусок красного дерева, покрытый эмалью НЦ-225; посередине него приклеен шильдик с торговым названием.

Основные технические характеристики изготовленной АС:

4-х полосная АС с фазоинвертором

Диапазон воспроизводимых частот: 38 – 20000 Гц

Неравномерность АЧХ в диапазоне 63-12000 Гц: ±2 дБ

Номинальная мощность: 50 Вт

Максимальная шумовая мощность: 120 Вт

Номинальное электрическое сопротивление: 4 Ом

Суммарный коэффициент гармонических искажений в диапазоне частот:

50 – 350 Гц при уровне звукового давления 94 дБ: 1,8%

800 Гц при уровне звукового давления 90 дБ: 1,3%

80 – 15 000 Гц при уровне звукового давления 90 дБ: 1 %

Габариты (ВхШхГ): 820х270×350 мм

Масса: 45 кг

Сравнительное прослушивание звучания АС «VERNA 50-04» и АС, выпускаемых в России и странах ближнего зарубежья, показало заметное превосходство описанной АС по легкости, прозрачности и естественности звучания во всем диапазоне воспроизводимых частот. По указанным параметрам звучания «VERNA 50-04» практически не уступала АС многих известных мировых фирм, а в ряде случаев и превосходила такие зарубежные модели средней стоимости, как “ALTEC 305”, “B&W 804 Matrix”, “Bose 401”.

Автор статьи готов оказать консультацию по вопросам сборки и настройки АС и принимает заказы на индивидуальное исполнение АС различной мощности. Телефон в Москве: 095-145-09-90.

Используемая литература:

  1. Алдошина И. Бытовая электроакустическая аппаратура. — М.: Радио и связь. 1992.
  2. Алдошина И. Электродинамические громкоговорители. — М.; Радио и связь, 1989.
  3. Шоров В., Полов П. Повышение качества звучания громкоговорителей. — Радио. 1983, № 6 с 50 —52.
  4. AUDIOGUIDA HiFi. 1991/1992. Associato UPSI. Roma.

Об использовании в АС головки 35 ГДН-1-8

Применение вместо 35 ГДН-1-4 головки 35 ГДН-1-8 возможно при изменении параметров элементов разделительного фильтра. Индуктивность катушки L1 необходимо увеличить в этом случае до 6 мГн, сопротивление резистора R1 — до 7,5 Ом, а емкость конденсатора С1 уменьшить до 30 мкФ. Общая характеристическая чувствительность АС при такой замене несколько снизится.

Автор проекта: Демьянов А., г. Москва (журнал “Радио” №10, 1995 год).

8 комментариев: Акустическая система VERNA 50-04

  1. LDS пишет:

    Хочется подчеркнуть применение 35 ГДН в таком объеме, именно в 40 л он раскрывается совсем по-другому в отличии от применения его в заводских АС, где объем не превышает 30-35 л.

    • Shulz пишет:

      согласен, делал НЧ блок на 35гдн объемом в 42литра и бас был очень мягким и глубоким

  2. m пишет:

    25гдн и 10гдв “работает в отдельном изолированном боксе объемом около 2,4 л” + 0,8 л для гдш. Это получается, что внутренний бокс глубиной всего 5 см(40 см высота, 16 см ширина)?

    • LDS пишет:

      Я и сам не понял. Но думаю, что там где ФИ на передней панели, этого корпуса нет, т.е. он как бы на половину передней панели.

      • м пишет:

        Ну да, 154 мм примерно(раз от края до оси установки динамиков 77). Только странно как то. – 2 л всего для 25гдн

  3. radiolyubitel пишет:

    Помогите разобраться. Какие приемущества, по задумке автора, в разделении средней полосы частот между двумя динамиками?

    • Алексей Климов пишет:

      Благодаря разделению полосы средних частот между двумя динамиками в данном случае мы получаем более гладкую АЧХ.

Добавить комментарий

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