Ламповий звук hi-end і ретро електроніка Переробка фільтра S-90
Побувавши противником аудіофіли як спрощення, я, після експериментів, змінив свою точку зору і тепер готовий навіть пожертвувати чимось заради малої кількості перешкод на шляху звуку :). Це дійсно дуже важливо, навіть на розглянутих нижче динаміках. Але це змушує так само пожертвувати деякими речами: великий потужністю і завантаженістю частотних смуг.
Ніжеразобранний по кісточках кросовер я застосував для своєї s-90de з динаміками: 30ГД-2, 6ГДШ-5-5, 3ГД-2, де він просто чудово грає з будь-яким жанром музики. 3ГД-2 (його більш гірший аналог 6ГДВ-1-16) це дуже старий ВЧ динамік (мій екземпляр 1977 року) з частотою резонансу аж 4500Гц (але існує думка, що на цьому місці він досить спокійний), тому висока частота розділу СЧ ВЧ обумовлена саме цим фактом. Тим не менше, більшість вітчизняних пискавок недалеко пішли, тому я вважаю такий зріз дуже хорошим для них.
Цей фільтр буде відмінно працювати і на хороших зарубіжних СЧ-ВЧ динаміках, що я і спробував сам :). Але, звичайно, його потрібно змінити з урахуванням всього нового (частоти розділу в тому числі) - за основу взяти сам принцип.
Всі рекомендації повинні підійти до 4-омним клонам s-90 (Орбіта і ін.).
ps Все ж не варто забувати, що все в світі не тільки відносно, але і суб'єктивно :). До того ж, у мене на даний момент зовсім немає засобів вимірювання АЧХ своєї системи - все підганяється на слух в одному і тому ж приміщенні ...
динаміки
НЧ: Розглянемо непоганий, в общем-то, басовік застосований в s-90. 30ГД-2 (75ГДН-1-4) номінальним опором Z = 4Ом, чутливістю S = 86дБ (або дБ / Вт * м) і частотами F = 30-1000Гц забезпечує не найкращу ІЧХ (імпеданс-частотна характеристика :)) в купе з поганим звучанням на частотах вище 500Гц.
У нас зріз з нього буде на 500Гц. В ідеалі, щоб змусити працювати цей динамік дійсно добре, потрібно відрізати від нього все, що вище 200 Гц. Адже найголовніший недолік 30ГД-2 в тому, що на цих частотах він бубонить ( "звук з під ковпака дифузора") і зовсім погано грає. Але щоб зробити таку низьку частоту розділу потрібен відмінний СЧ динамік з частотою резонансу не більше 70Гц.
CЧ: Штатний среднечастотник 15ГД-11 (20ГДС-4-8), з параметрами Z = 8Ом, S = 89дБ, F = 200-5000Гц, не витримує ніякої абсолютно критики ні за звучанням, ні за необхідне нам характеристикам. Тому його потрібно замінити славним малюком 6ГДШ-5-4 (Z = 4Ом, S = 92дБ, F = 150-12000Гц) який виглядає зовсім несерйозно, але на ділі виявляється дуже навіть хороший. До того ж володіє необхідними нам розмірами, ціною (не більше $ 4!) І доступністю в Росії.
Потрібно відзначити невисоку потужність 6ГДШ-5 (як наслідок нездатність працювати на дискотеках / вечірках) і сплески на деяких ділянках частотного діапазону ( "крикливість").
Були думки, що 6ГДШ-5 має погану спрямованістю на високих частотах, через що при порівняно високому розділі стереопанорама "нестійка". Мені здалося це не так, тому, якщо будуть проблеми, дійте за обставинами :).
ВЧ: Підійде будь-яка "пищалка" з параметрами S = 89-92дБ і Z = 16Ом. Важливо відзначити F (власне кажучи, мінімальну робочу частоту динаміка) - вона не повинна бути більш 4500Гц, і чим менше, тим краще.
Конструктивні розміри і кріплення підбираються на місці підручними засобами.
чутливість
НЧ: Чутливість мала, а після реалізації фільтра від неї залишається 85дБ. Причина криється у власному (паразитному) опорі котушки індуктивності L2. З цим нічого не зробити (якщо не збирати цю котушку взагалі заново), будемо підганяти інші динаміки під басовік.
СЧ: Щоб відрізати зайві 7дБ (92-85 = 6) я пропоную використовувати варіант одного резистора, що дозволить уникнути зайвих елементів в ланцюзі і заодно знизить номінали елементів фільтра через підняття опору динаміка. Резистор R2 = 4.3Ом дасть нам зниження на 6дБ. Зниження чутливості резистором проводиться в зразковому співвідношенні 1дБ / 0.7Ом. Котушка L1 має власний опір 0.75Ом і допоможе нам прибрати ще 1дБ. Вуаля! :)
Однак, недолік тут в тому, що немає точних формул і залежностей, а наведені мною значення з'явилися в следстівіі моїх особистих відчуттів.
ВЧ: Діємо таким же методом, підбираючи потрібний резистор до досягнення бажаного результату. Однак, в цьому ланцюзі елементів фільтра з великим власним опором немає, тому резистор R1 потрібно взяти з запасом на 1дБ. Відзначимо так само, що гучність ВЧ динаміків щодо інших в системі сильно характеризує її "нахили" - так, наприклад, більшості слухачів подобається трохи приглушений звук ВЧ (приблизно на 1-2дБ), система як би "м'якше". Що актуально для вітчизняних ВЧ динаміків не найкращої якості :)). Для важкої музики може бути важливіше підкреслення високих частот.
Приємно дізнатися, що зміни резисторів чутливості в межах однієї одиниці (1 Ом) практично не позначається на самому фільтрі і частотах зрізу, що дає можливість поекспериментувати.
Але не варто перетинати різницю в 0.7Ома при експериментуванні з R2 - котушка L1 набагато більш чутлива до цієї зміни.
котушки індуктивності
Найскладніше. Потрібно терміново знайти способи виміряти індуктивність, інакше точної настройки не вийде.
Через брак способу поміряти пропоную наступне: порівнювати котушки за власним опору, враховуючи всі конструктивні параметри. Теоретично, якщо співпадуть всі фактори, які впливають на номінал індуктивності (є і зовсім цікаві - щільність витків, зміст домішки заліза в каркасі :)), то можна отримати необхідну індуктивність, як би "за зразком".
Не дивлячись на все, цей метод, потрібно сказати, дуже неточний. Різниці між індуктивністю L2, наприклад, 1.5мГн і 1.27мГн по опору немає.
НЧ: Наведу свої параметри великий котушки (у неї ще "вуха" з боків): внутрішній діаметр кільця: 35мм, зовнішній: 70мм, висота котушки: 37мм, ширина області намотування (висота без бортиків): 30мм, товщина дроту (мідь, емальований ): 1мм. При цих параметрах опір котушки постійному струму (вимірюється цифровим тестером): 0.8Ом.
При дотриманні цих параметрів у вас повинна вийти індуктивність в районі 1.0-1.6мГн, вітаю :).
Можна намотати котушку "старим дідівським" способом, знаючи скільки витків потрібно зробити. З недавніх пір це стало відомо: для 1.27мГн необхідно 210 витків "ручний" (не дуже акуратною) намотування. При цьому на кожні 0.05мГн припадає приблизно по 5 витків.
СЧ: Маленькі котушки повинні бути всі однакові по каркасу, я взяв з найменшою індуктивністю. Внутрішній діаметр кільця: 12мм, зовнішній: 32мм, висота котушки: 23мм, ширина області намотування (висота без бортиків): 18мм, товщина дроту (мідь, емальований): 0.5мм. Опір: 0.7Ом, індуктивність 0.18-0.21мГн.
При 0.18мГн кількість витків становить 127 штук. При 0.21мГн - 136.
До речі, не повторюйте помилок СРСР-збирачів, які не кріпіть маленькі котушки шурупами всередині - зміниться індуктивність і додасться нелінійність; кріпите на клей.
Для тих хто міряє сам: марно намагатися перемотувати маленьку котушку товстим проводом від великої, а ви напевно захочете зробити це :). Навіть намотавши повністю весь каркас я не отримав індуктивності більш 0.1мГн.
У той же час, якщо спорудити новий оптимальний каркас (див. Лінки, "Cec"), що не так-то просто як здається, то власне опір котушки дозволити вигадати 1дБ до чутливості динаміка - потрібно буде трохи відкалібрувати резистори чутливості перед динаміками.
Якщо спробувати знайти де-небудь ще такі ж великі каркаси і намотати L1 котушки товстим проводом, то їх опір вийде приблизно 0.4Ом - теж краще.
ps Переконливо прошу, не пишіть мені листи з проханням допомогти підрахувати цим методом індуктивність на інших каркасах і іншого номіналу. Збирайте "коробочку" (див. Лінки), це дуже легко і вирішить всі ваші проблеми з точною намотуванням котушок.
конденсатори
Все гранично просто. Потрібно знайти такі ж значення пристойних за якістю конденсаторів, про типи можна прочитати тут, там же про резистори, до речі. Конденсатори можна об'єднувати (підсумовувати) паралельно (як і зменшувати за правилом опорів поєднуючи послідовно). Якщо ви розібрали фільтри s-90, то у вас вже повинен бути непоганий набір потрібних ємностей :).
З вітчизняних, замість напевно попалися плівкових К73-хх, рекомендую спробувати металобумажние МБхх - більш "м'який" звук. При наявності коштів і доступності бажано зарубіжні MKP (1мкФ ~ $ 1.1, вітчизняний аналог - К78).
Конденсатори, звичайно, неполярні і на напругу не менше 40В. Якість елементів в ланцюгах Цобеля так само важливо.
Тут можна поекспериментувати зі зміною "забарвлення" системи, який дають конденсатори. Рекомендую спробувати зашунтувати все конденсатори (крім тих, що в ланцюзі Цобеля) невеликими (в районі 0.1мкФ) конденсаторами інших, зазвичай більш якісних, типів. Наприклад, полістереном (К71-7) або слюдою (СГМ) - в результаті виходить більш детальне звучання на середньовисоких частотах і підвищується прозорість системи. До того ж метало-паперові (МБхх) конденсатори дають трохи "мутний" звук. Шунтировать - значить об'єднувати разом паралельно :).
резистори
Потужністю не менше 2Вт, при менших можливий перегрів і зміна номіналу. З вітчизняних можна застосувати МЛТ-2. ПЕВ-10 з комплекту s-90 не найкращі, але згнітивши серце підуть ... Рекомендую китайську кераміку - виглядає як білі зуби, велика така, недорого продається повсюдно в радіомагазинах (потужності до 15Вт), але розкид номіналів присутній в повній мірі.
В іншому, на недіскотечних потужностях відмінно працюють і малопотужні МЛТ-резистори, принаймні на місці R1.
Прошу звернути увагу на те, що номінал написаний на резисторі зовсім не обов'язково те ж саме, що насправді. Настійно рекомендую підбирати резистори отмеряя їх омметром / тестером. У схемі наведені чітко відміряні резистори.
При остаточному складанні колонок дуже настійно рекомендується ставити резистори R1 і R2 якомога ближче до динаміків - прямо на клеми. Це дозволить дуже сильно знизити вплив кабелю (який після цих резисторів, але не до них) на звук.
ланцюга Цобеля
Причина в тому, що імпеданс динаміка непостійний і зростає зі зниженням віддачі по частоті. Цей ефект має місце в усіх без винятку голівках динамічного типу, незалежно від країни і року виробництва. Точніше кажучи, ланцюг Цобеля (в моєму фільтрі застосований тільки спрощений її варіант, а повні дозволяють регулювати імпеданс на низьких частотах, що не завжди потрібно) необхідна для нормальної роботи котушок індуктивності фільтра, при досить великий власної індуктивності котушки динаміка. Без ланцюга Цобеля робота індуктора як ФНЧ грубо порушується і фільтрація практично не здійснюється взагалі (!).
НЧ: Елементи R4 і C4. C3 бажано ставити більше, ніж 60МКФ, але і їх, для частоти розділу в 500Гц досить. R4 дорівнює 4.3Ом.
Порівняйте ІЧХ 30ГД-2 без Цобеля і з ним. Графіки приблизні, але там можна побачити частоту настройки фазоінвертора s-90 - друга величезна скеля зліва, перед 100Гц :).
СЧ: ІЧХ 6гдш-5. Можна спробувати згладити вище 3кГц Цобеля R3, C3. Для цього вистачить 10-20мкФ і резистора 8.0Ом.
Важливо: ланцюг Цобеля на СЧ обов'язкове для нормальної роботи цього кросовера. Без неї "новий легкий фільтр" показав свою повну неспроможність на СЧ-ВЧ.
ВЧ: Через низьку індуктивності власної котушки динаміка і зрізі на низьких частотах ланцюг неактуальна.
фільтр
У всіх частотних ланках застосований пасивний всепропускающій фільтр першого порядку з загасанням 6дБ на октаву (зміна частоти в два рази), апроксимація по Баттерворта. Власне, сам фільтр пораховано програмою JBL Speaker Shop і трохи підігнаний вручну :)).
НЧ: Фільтр низьких частот. Як вже можна було зрозуміти, частота зрізу 500Гц (для 30ГД-2 / 75ГДН-1-4 бажана нижче, але обрана як компроміс до 6ГДШ-5). Забезпечується елементом L2, навантаженням динаміка в купе зі спрощеної коректує ланцюгом Цобеля.
СЧ: Смуговий фільтр. Нижня частина (C2) узгоджена з фільтром НЧ ланки і налаштована на частоту зрізу 500Гц виходячи з міркувань резонансної частоти 6ГДШ-5. Верхня частина (L1) узгоджена з фільтром ВЧ ланки і налаштована на 7500Гц, що дозволяє зробити широкосмугова структура динаміка, в купе з Цобеля.
Обидві частини навантажені на 8Ом (4Ом від 6ГДШ-5-4 + 4Ом від R2).
ВЧ: Фільтр високих частот. Частота узгоджена з верхньою частиною фільтра СЧ ланки і працює на 7500Гц, що дозволяє уникнути проблем пов'язаних з високою частотою основного резонансу вітчизняних ВЧ динаміків. Навантаження 21Ом (16Ом динамік + 5Ом від R1).
Всі динаміки включені синфазно, що в меншій мірі позначається на фазових характеристиках системи.
схема 
Схема, принципова електрична. Натисніть щоб збільшити :).
Стрілочкою праворуч показаний "вхід звуку" від підсилювача. Пунктирні лінії це bi-wiring (НЧ і СЧ-ВЧ ланки фільтра з'єднуються між собою паралельно у підсилювача - плюс НЧ з плюсом СЧ-ВЧ до плюса підсилювача, мінуси аналогічно).
Сірі цифри в дужках над елементами фільтру - їх навантаження. Сірі цифри з "r" перед ними - власне опір елемента. Сірі позначки -1dB - втрати чутливості динаміка на елементах.
Поруч з динаміками коротко виписані їхні важливі характеристики, нижче вказані частоти розділу смуг / ланок.
Індуктивності в мГн, ємності в мкФ, опору в Ом. Після збирання фільтра, номінальний опір колонки для підсилювача залишається рівним 4Ом.
До вийшов колонкам рекомендується потужний транзисторний підсилювач (60-100Вт на канал до 4Ом) з високим коефіцієнтом демпфірування (чим він більший, тим краще звучить "бас" і дотримується контроль підсилювача за НЧ динаміком).
Варіант "нового легкого" фільтра для клонів s-90, точніше для Орбіта 35АС-016. Динаміки: 10гдв-2-16, 6гдш-5-4, 75ГДН-1-4 - досить поширений набір. 
Матеріал надіслав автор, який забув підписатися.
Сподобалася стаття? Похвастайся друзям:
Матеріал присланий одним з відвідувачів, на жаль, без вказівки посилання на джерело.
Шановна адміністрація сайту!
Велике вам спасибі. Чи не міг би дізнатися якусь контанктную інформацію про автора цієї статті: http://9zip.ru/vintage/s90_peredelka_filtra.htm
Дякуємо.
Призначені для користувача теги: фільтра акустики з-90b кросовер s90 переробка [Що це? ]
Сподобалася стаття?