Коаксиальная АС с лабиринтом на Pioneer TS-E1070

Предлагаемый автором громкоговоритель может быть использован в АС как с дополнительным низкочастотным излучателем (сабвуфером), так и без него. Корпус громкоговорителя склеен из бумаги, головка – коаксиальная фирмы Pioneer. Приобрести ее на рынках России – не проблема.

Современные широкополосные малогабаритные головки, достаточно мощные (до 100 Вт), с коаксиально вмонтированной высокочастотной "пищалкой" и простым фильтром, позволяют получить синфазное излучение в области совместной работы, что приближает громкоговоритель к точечному, ненаправленному излучателю. Такие миниголовки имеют ряд достоинств. Например, громкоговоритель (ГГ) с одной частотой раздела в более высокочастотной части полосы (около 7 кГц) имеет преимущество перед многополосным, в частности, трехполосным, с низкими частотами раздела. Разделительные фильтры высокого порядка вносят фазовые искажения, вызывают подъемы и спады на частотах раздела, искажающие тембр звука.

Особенно заметны на слух неравномерности более 1 дБ на средних частотах, поэтому частоту раздела фильтра первого порядка необходимо сдвинуть к верхней части диапазона, что легко сделать при наличии широкополосной головки. Кроме того, головки с небольшим диаметром диффузора (d) сохраняют в широкой полосе область поршневой работы при отсутствии колебательных мод, а также расширяют характеристику направленности излучения головки при условии d/X^1 (\ – длина звуковой волны).

Из множества моделей малогабаритных широкополосных головок, имеющихся в продаже, автор предпочел использовать универсальную двухполосную коаксиальную головку TS-E1070 фирмы Pioneer, рекомендуемую для установки в автомобиле. Ее широкополосный металлизированный диффузор выполнен из полипропилена инжекционного литья и имеет мягкий бутилкаучуковый подвес. Гибкий верхний подвес снижает резонансную частоту головки, а удлиненная звуковая катушка и большой диаметр центрирующей шайбы, играющей также роль демпфера, позволяют максимально увеличить амплитуду колебаний диффузора и улучшить линейность. Металлизирована и купольная диафрагма коаксиально расположенной высокочастотной головки. Технические характеристики этой головки приведены ниже, а ее АЧХ – на рис. 1 (данные фирмы).

polkaS_001 ldsound.ru  (17)

Чертежи малогабаритной акустической системы с лабиринтом:

polkaS_001 ldsound.ru  (16)

Технические характеристики:

Рабочий диапазон частот при неравномерности АЧХ 14 дБ: 45 – 30000 Гц
Чувствительность: 90 дБ/Вт/м
Номинальная мощность: 25 Вт
Максимальная музыкальная мощность: 80 Вт
Сопротивление: 4 Ом
Диаметр дифузора: 74 мм
Диаметр подвеса дифузора: 100 мм
Диаметр головки ВЧ: 28 мм
 
polkaS_001 ldsound.ru  (3)

На рис. 2 показан разрез корпуса громкоговорителя. Он состоит из цилиндра 4, изготовленного из проклеенных слоев бумажных обоев общей толщиной 8 мм на каркасе из фанерных сегментов 6 (рис. 3), дна 9 (рис. 4) и крышки 3 (рис. 5). Расположенные в корпусе фанерные сегменты образуют акустический лабиринт. Эта конструкция позволяет технологически просто получить одновременно жесткий корпус и лабиринт. Такой корпус не подвержен вибрациям, имеет высокие вязкие потери, а лабиринт удлиняет путь звуковой волны от задней части диффузора.

polkaS_001 ldsound.ru  (4)

Конечно, длина этого лабиринта недостаточна, чтобы на низкой резонансной частоте головки 2 (1 – защитно-декоративная сетка) волна прошла путь К/2, чтобы выйти из отверстия в задней стенке 9 громкоговорителя в фазе с колебаниями от передней части диффузора. Она составляет лишь часть V2 Этот лабиринт лучше рассматривать как очень узкую, по сравнению с длиной распространяющейся волны, открытую трубу (0"Х) с большими вязкими потерями на стенках лабиринта и корпуса, оклеенных звукопоглощающим материалом 5. Сопротивление акустических потерь в нем зависит от коэффициента звукопоглощения абсорбента, эффект которого начинает расти приблизительно после 500 Гц и достигает максимума при его объеме в 70% объема корпуса.

При этом достигается значительное акустическое демпфирование уже на средних частотах, где особенно важна ровная АЧХ.

В качестве звукопоглощающего материала использован мягкий войлок толщиной 5-6 мм, изготовленный из искусственного волокна. В этом войлоке акустическое сопротивление близко к волновому сопротивлению воздуха и одновременно велико затухание колебаний. Войлок продается в хозяйственных магазинах как "звукоизоляционный материал и утеплитель".

Другим важным преимуществом лабиринта является связь задней стороны диффузора головки с открытым пространством, благодаря чему в системе отсутствует компрессия и сопутствующее ей повышение резонансной частоты головки.

Хотя устройство ГГ ясно из рис. 2, несколько слов нужно сказать о последовательности сборки. Предварительно все сегменты и дно должны быть оклеены войлоком. Они разделены стойками 8 (рис. 6), изготовленными из любого твердого материала (металл, пластмасса, дерево или проклеенная свернутая бумага). Систему из сегментов, стоек и дна из фанеры толщиной 10 мм стяжкой 10 (металлический пруток диаметром 4 мм) собирают в каркас. Предварительно на стойки 8 надевают кольца диаметром 20 мм из войлока. В дне 9 выходные отверстия заклеивают предохранительной металлической сеткой 7. Кроме того, в дне сверлят отверстия для клемм или проводов. На боковой (торцевой) поверхности сегментов делают канавки, в которые укладывают и приклеивают провода, идущие к электродинамической головке.

Детали из фанеры (см. рис. 3-5) вырезаны с помощью резца. На торцевые поверхности каркаса из сегментов, дна и крышки наклеивают клеем ПВА слой плотной бумаги (например, ватмана), причем одновременно приклеивают и предварительно нарезанные полосы войлока, плотно располагаемые между сегментами, дном и крышкой. Эта сложная операция требует особой аккуратности. Прежде всего хорошо должна быть выполнена приклейка торцевых поверхностей к бумаге: клей наносят обильно на торцы и бумагу. На просохшую конструкцию наклеивают слои бумажных обоев, каждый после полного высыхания предыдущего слоя. Предварительно рулон разрезают на три части (при ширине обоев 550…600 мм). На два громкоговорителя потребуется один рулон бумажных обоев длиной 11 м и 1,5 кг клея ПВА. Корпусы оклеивают слоем декоративного материала, например, искусственной кожи. Между головкой 2 и крышкой 3 прокладывают тонкое мягкое резиновое кольцо (на рис. 2 не показано) внешним диаметром 130 мм и внутренним отверстием диаметром 98 мм (например, вырезанное из старой автомобильной камеры).

Поскольку ось ГГ должна быть расположена горизонтально, на тыльную торцевую стенку устанавливают шарнир (имеющийся в продаже или самодельный), с помощью которого ГГ крепят непосредственно к стене или через небольшой кронштейн к мебели.

Оценка качества звуковоспроизведения ГГ производилась на слух. Звучание такого мини-громкоговорителя оказалось на удивление хорошим: ясный, отчетливый, "прозрачный" звук, отсутствие каких-либо резонансов или посторонних призвуков. Звучание было даже несколько лучше, чем у ГГ, описанного автором ранее ("Простой громкоговоритель с акустическим лабиринтом". – Радио, 2000, № 2, с. 13, 14). Это объясняется тем, что в конструкции большего размера применены головки заметно ниже по качеству – их звучание не такое яркое. Правда, его преимущество – круговая характеристика направленности, позволяющая слышать высокие частоты, находясь в любом месте помещения. Однако и мини-громкоговоритель тоже обладает достаточно широкой характеристикой направленности. Поскольку в нем диаметры самого ГГ и диффузора головки мало отличаются, его можно считать ненаправленным, пока dA<1. При d/X>1, т.е. когда частота выше 3,5 кГц, начинает проявляться направленность уровень 0,7 достигается при углах ±35 град. Для "пищалки" при ее диаметре 28 мм такая же направленность проявится на частотах выше 12 кГц.

Источником сигнала в обоих случаях служил УМЗЧ высокой верности.

Автор: Сиротюк М., г. Москва

Добавить комментарий

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