Акустика к усилителю 1. Введение типа

Статья посвящена проекту создания серии акустических систем, предназначенных для комплектования ламповых усилителей, изготовленных по моим схемам, опубликованным здесь на сайте Paseka24.ru и реализованным в железе. Именно под ламповые усилители заточены все акустические системы (АС). Предлагаемые вниманию читателя конструкции рано или поздно постараюсь реализовать на практике. Анонсированные в статье акустические системы по мере продвижения проекта будут изготовлены в нормальном качестве. Они не предназначены для продажи, поскольку ими будут бесплатно укомплектованы ламповые усилители. В акустике использованы широкополосные динамики, как правило, подобранные по качеству. Нужно заметить, что большинство конструкций самодельщиков отличается исключительной горбатостью и неприглядностью форм. Даже при наличии высококачественных динамиков смотреть на результаты этого творчества часто больно для глаз. Вначале логично пройти этап конструирования коробушек - корпусов. Это делают не заморачиваясь на расчетах. Применяют простые динамики из имеющихся в наличии. И уверяю вас, результат будет довольно неплохим для начального этапа. А вот далее, с приходом понимания основных понятий, можно перейти к более осмысленному конструированию. И не нужно бояться отрицательного результата. Если бы мужики боялись произвести неправильных деток, то никакого продолжения рода, так и не получилось бы.

Моя статья и её практическая реализация истолкована намерением преодолеть страхи и замудрённости. Выходом из затруднительного положения в проекте "Мои колонки" является применение стандартных листов ламинированной древесно-стружечной плиты. Именно такой подход и обозначен в настоящей статье для получения нормального внешнего вида АС. Стыковать акустические системы кустарного изготовления можно с любым из моих кустарных усилителей. Особо требовательные ценители звука придумают себе более крутые конструкции акустических систем, изготовленные из особо ценных сортов фанеры. Деревянная основа в ней может быть привезена из бразильских лесов, в качестве клея можно использовать слюну оживлённых генетиками мамонтов. Неплохо бы применить дополнительные демпфирующие межслойные прокладки из свежих, пахнущих краской 100 долларовых купюр, проложенных крест-накрест.

Вниманию телезрителей предлагаю серию акустических систем, спроектированных на основе стандартных ламинированных заготовок для мебели, продаваемых в хозяйственных магазинах. Размеры заготовок в миллиметрах такие: 1200х300, 1200х400, 800х300, 800х400. Смысл построения самодельных систем заключается в исключении экономически неразумных переплат за этикетки фирм, авторитет котрых раздут при помощи рекламы. Повторю еще раз, заготовки использованы стандартные, мебельные. Операции пиления ЛДСП сведены к минимуму и могут быть выполнены в любом близлежащем мебельном цеху. Стоимость процедуры пиления на профессиональном станке оценивается за один рез. Поэтому ЛДСП распилено пополам, или на три части. В качестве динамиков могут быть применены практически любые распространённые широкополосные головки достаточной мощности. Все акустические системы рассчитаны на применение с ламповыми усилителями моего изготовления.

Можно реализовать другой подход, когда в распоряжении есть значительные запасы ДСП, пусть даже мебельного качества и простейшие станки, вроде циркулярки с направляющей рамой и ручного фрезера с набором фрез. В этом случае можно нарезать заготовок уже в нужный размер, применяя собственный опыт и свои представлений о дизайне. Широкополосных головок можно набрать 8-12-16-20-24 штуки в каждую акустическую систему. Получится могут разные варианты исполнения акустики. Однако на мой взгляд следует избегать построения акустических щитов и груповых излучателей, для разумной экономии пространства. Пример компоновки акустических систем на основе головок 3ГД-42 показан ниже. Несколько хуже результат даст применение головок 2ГД-40 и прочих.

Предпочтительно последовательное включение головок, чтобы особо не упираться в согласование их характеристик. Однако при большом числе головок несомненно придется применять последовательно-параллельное включение. В широкоплосных акустических системах никаких кроссоверов ставить не нужно. Группу головок колонки подключают непосредственно на выход лампового усилителя, ко вторичной обмотке трансформатора. Для детализации звучания в области ВЧ в составе АС можно использовать дополнительные головки. Удобно применить какие-нибудь пищалки, качеством получше, нежели 3ГД-31. В самом дешевом вариенте можно применить 5ГДШ-103, круглые по форме. 

Их также включают последовательно. ВЧ звено подключают к основным динамикам через разделительный конденсатор 2,2мкФ. Получаемое эквивалентное сопротивление акустической системы рассчитано на выходные трансформаторы с напряжением 15-16 вольт. Ламповые усилители должны быть достаточно мощными. Если выходной трансформатор ЛУМЗЧ рассчитан на подключение АС с сопротивлением 4 Ом, то нужно соединять динамики СЧ-НЧ звена параллельно, а это требует более тщательного подбора. ВЧ динамики тоже параллелят, а разделительный конденсатор уменьшают до 1 мкФ. Ниже показано изображение из проекта широкополосной АС, построенной на хорошем динамике 4А-28. Головки 4А-28 могут быть разных изготовителей. Это раритет, поэтому цена может оказаться кусучей, однако они того стоят.

Для ВЧ звена удобно применить китайские ВЧ динамики. Картинка показана ниже. Так случилось, что у меня накопился большой запас таких пищалок. Указано 20 Вт, но это туфта. Реальная мощность такой головки 2-3 ватта. Поэтому ставить их можно в системы сравнительно небольшой мощности. 

Здесь также применяют последовательное включение пар динамиков, через разделительный конденсатор. У динамиков 5ГДШ устрашающее название и карликовые размеры, ведь на самом деле выглядят они как 0,5ГД. Поэтому желательно ставить их 4-8 штук. Ниже показана реализация акустики на большеньких широкополосных динамиках 4А-28 и 4А-32. В дополнение верхнего регистра поставлены четыре китайские пищалки на 8 Ом, показанные выше. Отверстия для выхода воздуха расположены внизу корпуса.

Меры по уплотнению щелей и демпфированию внутренностей АС применяют стандартные. Особенно усердствовать не нужно. Определяющим фактором для построения любой акустической системы является бюджет. Поэтому без фанатизма, граждане! Вначале нужно подобрать сами динамики. Тщательно промерить динамики, прогнать их на генераторе, проверить АЧХ. Для среднего телезрителя могу рекомендовать не слишком упираться в параметры Тиля – Смолла. Это избыточная информация. Она нужна, как правило, для маркетинга, связанного с развешиванием лапши на уши покупателю. На первом этапе вполне достаточно знать сопротивление катушек самих динамиков. Их следует промерить обыкновенным тестером.

Для себя любимого информация по добротностям головок и частотам резонансов нужна при повышенных требованиях к собственному творчеству. Кроме того, указанная информация нужна при лабораторных исследованиях макетов. И то, только в том случае, если точно сформулирован и финансово обеспечен проект построения акустической системы экстремально высокого качества. Во всех остальных случаях это обыкновенное словоблудие, не имеющее ничего общего с качеством слухового восприятия среднего человека. Ниже показано изображение акустики в стандартных габаритах при центрально-симметричном размещении динамиков на лицевой доске АС. При конструировании объем АС можно варьировать в определенных пределах при сохранении требования минимального числа распилов на профессиональном станке. Этого достигают изменением глубины корпуса АС, меняя ширину доски ЛДСП. Если увеличить бюджет проекта, выдвигая требование оптимизации эффективного объёма АС, под конкретные динамики, то можно использовать многократное пиление ЛДСП по чертежам. В нужных местах торцевые спилы могут ламинировать в том же цеху.

Этот дизайн мне самому не очень нравится, видимо потому, что напоминает совдеповский стиль эстрадных колонок, типа Родина. Мне довелось разобрать довольно много таких колонок, поэтому могу сообщить, что 100% совдеповских эстрадных колонок имело говённое качество. Динамические головки тоже не лучшего качества, по крайней мере, нормальные головки их них для практического применения приходится отбирать достаточно тщательно. Ниже показано изображение к проекту АС на чехословацких динамиках ARO. Они также попали в руки случайно. Широкополосные динамики диаметром 20 см. Сопротивление 8 Ом, мощность 8 Ватт. Качество изготовления динамиков хорошее, видно, что импорт. Внешний вид Тесловских динамиков показан на картинке

Качество звука этих динамиков вполне достойное. Поскольку качество диффузоров динамиков Tesla вполне пристойное, грилей лучше не применять. При желании можно поставить решетки от бытовых акустических систем, подходящих по размеру. Несколько худшие результаты дает применение в широкополосных акустических системах совдеповских динамиков 4ГД-35, таких как на картинке

Для крепления листов ЛДСП друг к другу применяют обыкновенные сосновые бруски (но треугольные!), закрепляемые внутри или снаружи АС на саморезы. Хорошо подходят бруски 40х40, распиленные по диагонали. Вначале в брусках сверлят отверстия, размечая строго по линейке. Затем бруски подписывают и раскладывают на стенках АС изнутри. Далее делают отметки отверстий, убирают бруски и засверливают ЛДСП шуруповертом с тонким сверлом на ограниченную глубину. Для этого применяют сверло 1,5-2 мм с обрезанным болгаркой хвостовиком. Только после этого, выполняют сборку стенки АС, причем на приживаемую стороны бруска лучше капнуть и размазать немного клея ПВА. Указанные манипуляции не исключают прямого вкручивания саморезов в торцы листов ДСП. Кому как удобно. Но все отверстия нужно готовить, предварительным сверлением. А вот треугольные бруски изнутри крайне полезны для сглаживания углов. Из этого следует и исходить.

Окончательную сборку АС выполняют после демпфирования внутренних поверхностей ватином. Рационально расходуйте часы и дни из собственной драгоценной жизни. Большинству телезрителей не следует ставить глупые цели вроде приобретения специальных демпфирующих материалов из шерсти исландских овечек. Исландские овечки хороши для исландских же баранов. На места прилегания к брускам задней стенки можно приклеить полоску резины. Заднюю стенку прикручивать также на саморезы, в заранее приготовленные отверстия. Момент закручивания шуруповерта нужно строго нормировать, чтобы не рвать бруски обвязки и материал ЛДСП АС. Помните, перед использованем саморезов нужно приготовить все отверстия. Для этого используют набор сверл. Лучше, когда в работе находятся два шуруповерта. Для изготовления самих брусков нужно иметь точную циркулярку небольшой мощности, обязательно с оснасткой в виде рамы, для пиления мерных заготовок и пиления под прямым углом. Нужна также направляющая линейка на струбцинах, ну и просто пойти помыть руки. Колонки из широкоплосных динамиков можно построить на сопротивление около 12 Ом. Для этого потребуется шесть динамиков, как показано ниже.

Злоупотреблять размазыванием клея по внутренней поверхности не рекомендую. Это дурной тон и обыкновенное свинство, а также ничем не обоснованная трата клея. Герметик употребляют также по мере необходимости. Для дизайнерских украшательств можно попробовать эксперименты с использованием усиленных хромированных шайб под головки саморезов. Лучшие по внешнему виду результаты дают контрастные решения – белые шайбы под головки черных саморезов. Ламинат под корпуса АС лучше выбирать пестрый, полосатый, нежели однотонный. При такой раскраске легче прятать дефекты. Свёрла должны быть очень острыми, без агрессивных углов атаки. Угольник должен быть непременно. А сборку конструкции нужно проводить на ровной поверхности (лист ДСП большого размера) на уровне пояса, например на столе. Желательно подстелить на лист ДСП тонкую байковую салфетку, ну или хотя бы несколько слоёв газетной бумаги.

Провода внутри АС, для соединения НЧ-СЧ звена используют медные, максимально возможной по бюджету проекта толщины. Вполне пригоден гибкий совдеп-провод 2,5 кв.мм, например ПВ, МГШВ, КГ. ВЧ звено можно соединять проводом 0,75 кв.мм. Никаких понтов в виде проводов из бескислородной меди не нужно, это маркетинговое словоблудие. Совдеп технологии получения меди всегда были бескислородные. А вот качество пайки всех соединений должно быть хорошее, сопли недопустимы. Нужно не забыть про крепления проводов к стенками изнутри, для этого применяют надежные клипсы, но ни в коем случае не самоклеющиеся, а лучше с механическим креплением.

Для лампового усилителя средней мощности не следует применять параллельное включение мощных широкополосных динамиков, если этого можно избежать по условиям согласования сопротивления нагрузки. Лучше обойтись одним мощным динамиком в колонке. Именно поэтому при построении ЛУМЗЧ предпочтительно применение выходных трансформаторов с выходными обмотками на 18-24 вольта. Речь идет исключительно о схемотехнике дифференциального выходного каскада. Это означает, что людям несведущим в схемотехнике усилителей Сергея Комарова, можно расслабиться и оставить критику при себе. В тысяче-первый раз повторю, никакх выходных трансформаторов мотать в ламповый усилитель среднего качества не нужно. И покупать дорогущие выходники тоже не нужно. Можно обойтись типовыми сдвоенными трансформаторами, с перекрестно последовательным включением обмоток по дифференциальной схеме. Пример таких трансформаторов, например ТН-55, показан на картинке.

Применение в комплекте с ламповым усилителем АС, построенных на компрессионных динамиках, менее предпочтительно, нежели применение авторских широкополосных АС. Причин тому множество. Одна из них в том, что разделительные фильтры многополосных АС вносят очень существенные фазовые искажения. А в результате достоинства лампового усилителя могут быть очень легко перекрыты недостатками выходного звена звукового тракта. Но главный мотив всего этого действа заключается в первоначальной оценки финансовой состоятельности проекта. Смысл изложенного здесь материала в том, чтобы с минимальными осознанными затратами получить нормальный результат, приемлемого качества. Не нужны фирмовые акустические системы за миллион. Достаточно найти и купить хорошие динамики совдеповских запасов. Ну или купить пару недорогих китайских широкополосников на 12-15 дюймов. Никакие новые дорогие динамики с названиями "мидбасы" на 6-8 дюймов не нужны. Это хлам. Пока ещё можно выбрать нормальные динамики из старья за 1000-2000 рублей в сумме. Или купить пару китайцев за 6-8 тысяч в сумме. Использовать можно низкочастотники диаметром 20 см. Это 10ГД-30*, 25ГД-26Б или 35ГДН*. Пример показан на картинке. Диффузоры должны быть абсолютно целыми и симметричными, резина подвеса мягкой, гофра-шайба надежно приклееной, поводки целыми не прогнившими. Можно прокрутить динамики в нагрузке с генератора или с компакт диска - гармониками НЧ. Это покажет возможные дефекты уже на мелкой мощности.

Кроме компрессионных динамиков в габарите 20 см применять можно динамики на 12 см. Результат будет несколько хуже. Это динамики 6ГД-6 (10ГДН-1-4) и 10ГД-34 (25ГДН-1-4). Для динамика 25ГДН-3-4 можно получить получше результат. Такая головка больше соответствует понятию низкочастотная. Магнит у нее побольше. Нужно смотреть другие модификации подобных совдеповских динамиков. Однако качество старых головок нужно тщательно контролировать. Если обратиться к импортным динамикам, той же категории, то стоимость проекта резко возрастает. Здесь возникает другая мера ответственности. И вот это уже требует совсем другого отношения, погружения в расчеты, проведение экспериментов и поиск результата. Бесконечный поиск результата. Но ведь такое занятие не есть цель жизни обыкновенного человека. Так зачем переходить на этот путь?

Для действительно качественных трёхполосных АС, как правило, нужно применять дополнительное исследование по согласованию с ламповым усилителем. А сам ламповый усилитель для компрессионных АС нужен с хорошим запасом мощности. Ну очень не рекомендую применять «дубовые» совдеповские корпуса, например, показанные ниже. Или корпуса колонок типа 15АС, а также 10МАС. 30-40 лет назад на качество клея и качество сборки можно было положиться. А теперь все высохло растрескалось и рассыпается на глазах. Ничего примечательного в нынешнем их состоянии нету. Они годятся только для озвучивания от транзисторных усилителей средней мощности студенческих вечеринок или базара-толкучки с торговцами. Ремонтировать и восстаналивать такой мебельный хлам смысла почти нет. 

Ниже показаны картинки из проекта акустической системы на широкополосных динамиках – блинах. Мексиканские динамики подвернулись случайно и не дорого. Сопротивление 8 Ом, мощность 15 Ватт, что вполне подходит для среднего лампового усилителя. Напомню, что при повышенных требованиях к частотным свойствам канала воспроизведения звука, частотную характеристику лучше скорректировать в устройствах предварительного усиления, а также поправить при помощи частотной коррекции в оконечном усилителе.

Оказалось, что качество динамиков очень и очень неплохое, развивают большое звуковое давление, завал по низам начинается с 50 Герц, а середина частотного диапазона сравнительно ровная. Соблюдая традиционный дизайн, и больше – для красоты, на переднюю панель АС здесь вынесены круглые респромовские динамики, используемые в качестве ВЧ звена.

Фазоинверторы (ФИ) в колонках лампового усилителя лучше применять для мощных акустических систем, построенных на 12 дюймовых динамиках. Но на лицевую панель фазоинвертор, как правило, вытаскивать не следует. Если есть соответствующие средства оформления дизайна ФИ лицевой панели, тогда можно подумать над размещением фазоинвертора на морде. Предпочтительно размещение выхлопа на задней панели акустической системы. Колонки при этом следует непременно отодвинуть от стенок не менее чем на метр.

Ниже показаны изображения для проекта на 12 дюймовых эстрадных динамиках 40ГД-301. Вполне приемлемые динамики для мощного лампового усилителя. Естественно для нормального качества следует предварительно отобрать пары исправных динамиков, тщательно их диагностировав. Для этого нужно иметь некторый запас старых эстрадных колонок Форманта или Родина, или другой хлам.

Вот например динамики с диффузорами и подвесом отличного качества. Они реально создают колоссальное звуковое давление и при этом не скрипят. Работаю нромально при высоких громкостях и без надрыва.

Нужно заметить, что все динамики перед применением следует очень хорошо проверять, особенно бывшие в употреблении. Поэтому дилетанту нужно иметь ввиду, опыт построения АС может оказаться отрицательным, если покупать количество динамиков в обрез. Мой опыт построению АС показал, что желательно иметь штук 20-30 одинаковых динамиков в каждом размере. Вот тогда для флагманских образцов АС можно выбрать надлежащее качество. А то, что выглядит похуже, а также звучит похуже, можно поставить на акустику классом ниже и продавать за меньшие деньги.

Это соображение вполне соответствует остальным моим жизненным установкам. Люди все разные, есть умные, а есть глупые, есть богатые, а большинство - бедные. Причина тому - неправильный политический режим в богатейшей стране. Каждому продаваемому мною предмету соответствует своя цена. Если человек захочет купить достаточно дорогую вещь дешевле, пусть не удивляется, что качество её может оказаться хуже. И в данном случае меня не интересуют душевные муки, конкретного скупого гражданина.

Хорошим примером в этом случае может служить торговля в интернете. Если на продажу у меня выставлено несколько одинаковых трансформаторов, и один трансформатор по цене 600 рублей, а другой – 200 рублей, то это означает, что каждый именно столько и стоит. Малоопытный или малообеспеченный покупатель хлопнет лот за 200 рублей и будет доволен. Причём он может так и не понять разницу, поскольку дилетант. А когда соберёт конструкцию, то станет удивляться гудению трансформатора, а также в полной мере хапнет фона переменного тока, поскольку проданный трансформатор имеет ток холостого хода под 200 мА. Именно поэтому его цена соответствует стоимости заложенной в него меди. Короче, указанные здесь соображения приведены для умных читателей, а жадному ничего не объяснишь.

Среди всех отобранных динамиков большого диаметра проводят тщательную селекцию. Если звучание динамиков пристойное, то для АС годятся даже динамики даже с небольшими порывами диффузоров. Порывы нужно подклеить клеем момент, прозрачным. А для того, чтобы спрятать дефекты обязательно применяют грили. Например, для 12 дюймовых динамиков можно применять намордники от тех де АС «Родина» или других аналогичных. Причем горбатые плетёные сетки из грубой проволоки лучше заменить сеткой помельче, но лучшего качества. Сейчас такие сетки, а также перфорированные металлические листы есть в продаже в хозяйственных магазинах. Если применить сетку помельче, то легче скрыть также дефекты пиления окружностей в ламинате лобзиком. Но надо обязательно окрасить все спилы в цвет диффузора динамика или немного темнее. Любому человеку понятно, что стоимость результата его работы складывается из стоимости комплектующих и стоимости самой работы. Профессионалу в своей области понятно, что его знания и умения стоят немалых денег, поэтому удивляться ценниками на качественные изделия ручной работы не следует. Полагаю, что это один из показателей невысокой культуры.

Повторю еще раз, что разделительные фильтры (кроссоверы) в широкополосной акустике применять не следует. Для ВЧ звена используют неполярный конденсатор, вполне достаточного напряжения в 63 вольта. Вполне годятся конденсаторы К73-17, особо мудрить не следует. Заниматься поисками эксклюзивных динамиков Seas или других брендов также не следует. Не тратьте жизнь на глупые занятия. Не стоят хвалёные брэндованные динамики тех денег, которые за них просят. Если подвернулось нечто стоящее – используйте. А упираться лбом в стену не нужно. Стенка в любом случае прочнее. В качестве выходных разъемов можно установить обыкновенные приборные клеммы, либо планку разъёмов типа "прищепка". У меня есть возможность поставить в любое изделие красивые позолоченные разъемы очень хорошего качества. Ещё до плясок с долларом, по случаю, не особенно дорого купил большую партию у китайского посредника.

В каждом представленном здесь проекте, для устойчивости АС предусмотрено применение трёх опорных стоек простейшей конструкции. Специально обращаю внимание телезрителей, удифильской аудитории говорить бесполезно. Именно три опорные точки компенсируют кривизну, отсутствие перекосов и делают ненужной подгонку опор по высоте. Никаких фирменных шипов за зелёные деньги, никаких других понтов за тысячи деревянных рублей здесь нет, применены обыкновенные пластиковые стойки в виде шайб. Есть другой вариант очень эффективного применения опорных стоек. Попробуйте включить фантазию. А что будет, если представить себе в качестве трёх опор бильярдные шары? А будет очень хорошо. И хозяйка не будет ворчать на престарелого удифила, за испорченное шипами напольное покрытие.  Практическая реализация идеи применения круглых опор такова. Берут устаревшие шаровые карболитовые или гетинаксовые набалдашники от рукояток переключения передач крановой или автомобильной техники. В таких набалдашниках уже есть резьба М10. Изнутри корпуса акустической системы сверлят в днище три отверстия и закрувивают в них болты М10, необходимой длины. А снаружи на эти болты тупо накручивают черные шары набалдашников и переворачивают акустическую систему на пол. Никаких проблем после этого не возникнет, ни с устойчивостью АС, ни с качеством передачи звука, ни с хозяйкой напольного покрытия. А купленные за зелёные деньги в фирменном магазине понтовые шипы для крутой акустики попробуйте продать какому-нибудь удифилу.

Для удобства в каждой из акустических колонок на передней и задней панели могут быть размещены декоративные металлические мебельные ручки, облегчающие переноску АС и передвигалки. Изделие ведь может оказаться экстремально тяжёлым. Именно эти ручки условно показаны в виде горизонтальной полочки вверху каждого изображения. Это чисто практическое соображение. Оно естественно ограничивает применение грилей. Если есть желание, то несложно изготовить тканевый намордник-гриль, но мебельные ручки придется заранее открутить или спрятать вовнутрь.

                   Евгений Бортник, Россия, Красноярск, январь 2016