Анонс

КАСКАДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ
При существующих сейчас источниках сигналов средняя чувст­вительность высококачественного усилителя должна лежать в пре­делах 50 — 200 мВ. Между входными гнездами и сеткой первой лампы находятся корректирующие цепи, в которых сигнал ослабляется минимум вдвое (на 6 дБ) на самом чувствительном входе. В тонкомпенсированном регуляторе громкости минимальное ослабление сигнала составляет еще 6 дБ. Регуляторы тембра, обеспечивающие глубину регулиров­ки ±20 дБ, обычно ослабляют сигнал еще на 30—40 дБ. При нали­чии во входных цепях катодных повторителей потери сигнала воз­растают еще на 3—6 дБ. Итак, общее затухание сигнала составляет 45—58 дБ. ... Далее...
ТИПЫ И КОНСТРУКЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Hi-Fi - АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Типы и конструкции акустических систем.

Принцип действия и конструкция современных громкоговорите­лей с излучающей системой в виде колеблющейся мембраны кониче­ской формы таковы, что передняя и задняя поверхности мембраны  (конуса, «диффузора») излу­чают звуковые колебания в противофазе. Когда конус движется вперед, у его пе­редней поверхности создает­ся сжатие воздуха, а поза­ди — разрежение и наобо­рот. Взаимодействие двух противофазных волн, иду­щих от передней и задней поверхностей конуса, вызы­вает «акустическое замыка­ние» и приводит к снижению звукового давления, созда­ваемого громкоговорителем, особенно на низших частотах. Для борьбы с этим неприятным явлением необходимо разделить излучение передней и задней поверхностей конуса.

 

В идеале следовало бы укрепить громкоговоритель в отверстии бесконечно большой звуконепроницаемой плоскости — акустического экрана (щита, «отражательной доски»). Однако это неосуществимо. Практически по ряду причин экран имеет ограниченные размеры (рис. 57, а). Чаше всего громкоговорители размещают не на плоских акустических экранах (щитах), а внутри футляров обычно в форме параллелепипеда (рис. 57, б). Боковые стенки футляра являются как бы продолжением передней плоскости, увеличивая площадь экрана при сравнительно меньших размерах акустического агрегата. Иными словами, боковые стенки футляра — это как бы отогнутые на 90° назад края экрана.

Обзор домашних кинотеатров

Для разобщения излучения передней и задней поверхностей конуса громкоговоритель помещают также в закрытый футляр (рис. 57, в).

Однако если закрыть футляр акустического агрегата глухой задней стенкой (крышкой), то гибкость воздушного объема футляра, действуя совместно с гибкостью подвеса конуса громкоговорителя, повышает частоту механического резонанса громкоговорителя, а это заметно повышает нижнюю границу полосы пропускания агрегата. Поэтому в системах с закрытым ящиком приходится применять гром­коговорители с более низкой частотой механического резонанса.

Кроме того, закрытый объем ящика возбуждается на ряде ре­зонансных частот, что приводит к ухудшению частотной характеристики агрегата. Во избежание резонирования полости ящика ее не­обходимо заполнить звукопоглощающим материалом.

Наличие закрытой полости приводит также к уменьшению звуко­вого давления, развиваемого громкоговорителем, так как конусу громкоговорителя при своем движении приходится преодолевать со­противление закрытого воздушного объема

Правда, этот недостаток одновременно является и большим до­стоинством закрытых акустических систем, так как воздух в замкну­том объеме служит отличным демпфером громкоговорителя, резко уменьшающим неравномерность его частотной характеристики.

Акустические системы открытого типа, напротив, конструируют так, чтобы футляром скомпенсировать недостатки характеристик громкоговорителей, поэтому их размеры, объем и внутреннее устрой­ство зависят от того, какие именно характеристики громкоговорите­лей необходимо исправить. Однако это требует громоздких футляров с большим внутренним объемом.

Таким образом, закрытые системы всегда компактны, не требу­ют «настройки» в процессе их изготовления, но зато имеют значительно меньший КПД и требуют подведения к громкоговорителям боль­шей мощности. Кроме того, для закрытых систем требуются громко­говорители с более низкой частотой собственного резонанса.

Открытые системы позволяют получить то же качество звуча­ния при более высокой резонансной частоте громкоговорителей и малой подводимой мощности, но более громоздки, сложнее в из­готовлении и по существу требуют той же технологии изготовления и также критичны к качеству применяемых материалов, как и музы­кальные инструменты с деревянной декой и с полыми акустически­ми резонаторами.

Что касается конструкций акустических систем в Hi-Fi технике, то они могут быть очень разнообразными, особенно для систем открытого типа. Все это разнообразие можно условно разделить на две группы: кон­струкции, содержащие различные акустические лабиринты, фазоинверторы, волноводы, резонаторы, и т. д., и конструкции, не содержащие таковых.

Такое условное разделение мы принимаем для того, чтобы под­черкнуть очень важную мысль: системы первой группы обяза­тельно должны быть предварительно точно рассчитаны, их аку­стические характеристики задаются заранее при проектировании, а процесс изготовления подчинен исключительно получению заданных заранее параметров. Все перечисленные акустические способы фор­мировании частотной характеристики дают ожидаемые результаты только при совершенно точном расчете и не менее точном выполнении конструкции. В противном случае применение этих методов совер­шенно бессмысленно.

Вот почему мы предостерегаем радиолюбителей, не имеющих достаточного опыта расчета и конструирования акустических систем, от случайного, наугад, выпиливания всевозможных отверстий, ще­лей в стенках футляра, установки различных перегородок и т. п. в на­дежде на неожиданное получение потрясающих результатов.

Создание хорошей акустической системы — дело очень тонкое и кропотливое, особенно при отсутствии оборудованного помещения и аппаратуры для акустических измерений, поэтому мы рекомендуем радиолюбителям отдавать предпочтение системам другой группы.

K этой группе мы условно отнесли агрегаты, не содержащие чи­сто акустических элементов формирования их частотных характери­стик. Условно потому, что, собственно говоря, наличие самого фут­ляра, его форма и объем для систем открытого типа — это тоже чисто акустические элементы, участвующие в формировании характе­ристик акустического агрегата. Однако мы подразумевали отсутствие в этой группе искусственно вводимых акустических устройств.

Системы этой группы можно делать без тщательного и точного предварительною расчета, поскольку многие их показатели можно в широких пределах изменять путем применения различных мате­риалов футляра, его внутренней отделки, подбором формы, толщины и угла наклона переднего щита, комбинацией и расположением громкоговорителей, введением различных электрических фильтров и другими подобными приемами.

Короче говоря, системы этой группы допускают самое широкое экспериментирование с использованием имеющихся подручных мате­риалов (пенопласт, резина, войлок, пробка и т. п.) и типов громко­говорителей, поэтому они наиболее пригодны для радиолюбителей. По этим соображениям мы не будем рассматривать в книге устройство акустических лабиринтов, фазоинверторов, волноводов, хотя они имеют самое прямое отношение именно к высококачествен­ным акустическим системам, а лучше проведем анализ нескольких конкретных типов любительских систем второй группы.

1. Системы, состоящие из одного акустическо­го агрегата. Такие системы применимы только для монофониче­ских Hi-Fi установок, поэтому они не являются универсальными и перспективными. Мы рассмотрим их здесь только потому, что на их основе в дальнейшем можно путем очень несложной доработки создать отличные стереофонические трехканальные системы с тремя или пятью локализованными источниками звука.

В системе с одним акустическим агрегатом труднее всего полу­чить равномерное озвучание помещения и избавиться от острой на­правленности звука, поэтому в них приходится всегда применять раз­деление спектра на три полосы, и использовать для каждого участка минимум по два громкоговорителя.

Правда, в низкочастотной группе по этому признаку можно было бы ограничиться и одним громкоговорителем, так как на низких ча­стотах излучатель не обладает острой направленностью, однако, низкочастотные излучатели имеют собственный механический резо­нанс у самой границы рабочей полосы частот и поэтому весьма сильно влияют на неравномерность частотной характеристики. Чтобы уменьшить это слияние, лучше всего применить не один, а два од­нотипных НЧ громкоговорителя с разными резонансными частотами. Низкочастотные громкоговорители надо располагать в нижней части передней стенки футляра (ближе к полу) так, чтобы оси мем­бран (конусов) громкоговорителей были горизонтальны, либо были направлены в сторону слушателя (т. е. имели наклон 10—15° к плос­кости пола). Последнее достигается соответствующим наклоном щита вместе с громкоговорителями.

Среднечастотная группа может состоять из одного или двух однотипных громкоговорителей. В первом случае (рис. 58, а) он рас­полагается выше низкочастотной группы, практически в центре пе­реднего щита.

Hi Fi техника - Возможные конструкции мощной широкополосной акустической системы

Рис. 58.

Возможные конструкции мощной широкополосной акустической системы

При двух громкоговорителях их размещают над основ­ными и под очень небольшим углом друг к другу (5—10°) в горизон­тальной плоскости, как показано на рис. 58, б.

Высокочастотную группу можно делать из четырех или трех однотипных громкоговорителей, размещая их, как показано на рис. 58, а, б. Располагать ВЧ громкоговорители на боковых стенках под прямым углом к основным мы не рекомендуем, так как при этом возникает прямое отражение от боковых стен помещения, резко уменьшающее эффективность излучения, и в оптимальной зоне составляющих высших частот будет недостаточно. Это замечание, не относится к случаю углового расположения акустической системы в помещении, при котором ВЧ громкоговорители оказываются развернутыми относительно стен на 45°.

2. Системы из двух однотипных звуковых ко­лонок сейчас наиболее распространены, так как при умеренных габаритах обеспечивают очень хорошую равномерность озвучания помещения, одинаково пригодны как для монофонических, так и для  стереофонических установок, причем в первом случае легко обеспе­чивается «псевдообъемность» звука ввиду разнесенных источников — качество, которое практически нельзя получить при одном локализо­ванном источнике звука независимо от количества громкоговорите­лей в нем.

Если на первых порах такие акустические колонки имели различные формы, то теперь в подавляющем большинстве случаев для систем открытого типа их делают вертикальными, с прямоугольным сечением и боль­шим отношением высоты к глубине и ширине (от 3 : 1 до 4 : 1), а для закрытых систем — в форме прямоугольных параллелепипедов с соотношением любых сторон, лежащим в пределах 1 : 1,5 или реже — 1 :2.

Колонки открытого типа почти всегда предназначены для уста­новки прямо на полу, тогда как малогабаритные закрытые агрегаты часто рассчитаны на подвеску на стене или устанавливаться на спе­циальных легких подставках, тумбочках, книжных полках и на стелла­жах комбинированной мебели.

По составу громкоговорителей и их расположению колонки этой группы обычно двух- или трехполосные, с вертикальным однорядным или двухрядным расположением громкоговорителей. Низкочастотные излучатели расположены всегда внизу, высокочастотные — в верхней части колонки на том же щите. Несколько громкоговорителей одной полосы частот, как правило, располагаются рядом, на одной высоте, хотя при двух мощных низкочастотных излучателях из-за экономии ширины агрегата их нередко располагают друг над другом.

Высокочастотные излучатели в этих агрегатах на боковые стенки или под углом к лицевой плоскости почти никогда не устанавливают, так как это затрудняет воссоздание точной звуковой картины при стереофоническом звуковоспроизведении. На рис. 59 приведены не­сколько возможных конструктивных решений для современных Hi-Fi акустических систем.

Hi Fi техника - Конструктивные решения акустических систем

Рис. 59

Конструктивные решения акустических систем

3. Системы с тремя и более разнесенными аку­стическими камерами сейчас встречаются довольно редко, хотя в недалеком прошлом они были очень распространенными и популярными. Как правило, такие системы представляют собой соче­тание одного мощного низкочастотного или широкополосного агре­гата по типу описанного в п. 1 этого параграфа, и двух или четырех (реже — трех) одинаковых выносных высокочастотных излучателей, заключенных каждый в самостоятельную декоративную коробку не­больших размеров. Эти выносные ВЧ излучатели с длинными вынос­ными шлангами (по 10—15 м) размещают в разных местах поме­щения, причем как место их расположения, так и направление излучения выбирают опытным путем по получению наименьшей не­равномерности звука в оптимальной зоне.

В радиолюбительской практике такие системы вполне оправданы и еще найдут достаточное распространение, так как позволяют довольно гибко варьировать общую характеристику направленности звука всей акустической системы путем простого перемещения вынос­ных коробок.

Системы этою типа пригодны и для стереофонического звуко­воспроизведения по принципу неполного разделения каналов, когда основной низкочастотный излучатель является общим для обоих ка­налов стереотракта, а непосредственно стереоэффект создается дву­мя независимыми высокочастотными группами излучателей (по одной в каждом канале).

Для систем этого типа заслуживает внимания довольно своеоб­разная конструкция высокочастотных излучателей, обладающая хо­рошей равномерностью излучения в горизонтальной плоскости. В этой конструкции (рис. 61) два одинаковых круглых ВЧ громкоговорителя непривычно расположены один над другим конусами навстречу, но электрически включены противофазно, поэтому их звуковые давле­ния складываются, и система в целом обладает выраженной напра­вленностью только по вертикали.

Hi Fi техника - Конструкция  высокочастотного излучателя с круговой характеристикой

Рис. 61.

Конструкция  высокочастотного излучателя с круговой характеристикой  излучения   в  горизон­тальной плоскости

В горизонтальной же плоскости излучение хотя и значительно меньше по величине, но зато совер­шенно равномерно во все стороны.

Конструктивное оформление такой группы совершенно не прин­ципиально, желательно только зону стыка громкоговорителей сде­лать акустически «прозрачной», т. е. помещать излучатели не в глу­хой стакан, а в ажурный каркас, обтянутый декоративным материа­лом с редкой фактурой, металлической или капроновой сеткой и т. п.

Правильно выбранный тип акустической системы воспроизводит весь спектр записей грампластинок, которые представлены тут.