_jazz_
примусы починяю...
- Сообщения
- 892
- Реакции
- 23
- Город
- Архангельск, Россия
- Авто
- VW Caravelle ACU+01Р (в прошлом Октавия-сарайка/01/1.8 AGU, GII/86/1,6RF + GI/80/1.1)
Опубликовано в журнале "Мастер 12вольт" № 60(октябрь 2004)
--------------------------------------------------------------------------------
© А.И.Шихатов 2004
УЛУЧШЕНИЕ ЗВУЧАНИЯ КОАКСИАЛЬНЫХ ДИНАМИКОВ
Компонентные акустические системы получили в car audio широкое распространение, причем с появлением бюджетных комплектов область их применения заметно расширилась. Удобство компоновки, легкость настройки звуковой сцены снискали им заслуженную популярность. Однако в некоторых случаях удобнее использовать коаксиальные динамики. Причин может быть много: сложность косметической интеграции компонентных систем или дополнительных пищалок, желание сохранить исходный вид салона, нестандартный размер и т.д. В некоторых случаях заменить штатные коаксиалы другими динамиками вообще невозможно без кардинальной переделки посадочных мест из-за специфических размеров или особенностей конструкции. Что же делать в этом случае? Постараться выжать максимум из имеющегося "сырья".
Чаще всего коаксиальные динамики установлены в торпедо и работают в акустическом оформлении "открытый корпус". Вследствие акустического короткого замыкания воспроизведение частот ниже 200-300 Гц значительно ослаблено независимо от размера диффузора и частотной характеристики самого излучателя. Все попытки воспроизвести хоть какое-то подобие баса без доработки штатного места лишены смысла. Поэтому будем рассматривать коаксиал в торпедо исключительно как СЧ-ВЧ излучатель, и исследуем, как можно улучшить его характеристики в этой роли.
Три источника и три составные части
(не марксизма, конечно, а коаксиала):
Основной излучатель
Дополнительный излучатель
Кроссовер
Основной излучатель массовых конструкций снабжен диффузором из полипропилена различных модификаций, а в штатных коаксиалах он нередко бумажный. С точки зрения качества звучания последний вариант предпочтительнее. Почему - понятно: плавный переход из поршневого режима работы в зонный, отсутствие призвуков, малая масса, достаточно высокая верхняя граница частотного диапазона (7-10 кГц).
Если обратиться к статистике, то большинство коаксиалов "торпедного" калибра (10-13 см) снабжены одним дополнительным излучателем. Чаще всего это пищалка с текстильным или пластиковым куполом диаметром 13-18 мм, иногда металлизированным. Собственная частота резонанса таких излучателей 1,5-3 кГц, это запомним на будущее.
Кроссовер большинства коаксиалов работает только с пищалкой и образован единственным конденсатором емкостью 3,3-4,7 мкФ, чаще всего - электролитическим. Таким образом, это простейший фильтр первого порядка с частотой среза 6-9 кГц, поэтому подавление внеполосных сигналов недостаточное, возможна перегрузка пищалки. Следствие - "поросячий визг" и заметные резонансные призвуки.
С чего начать
Итак, первый и самый очевидный путь повышения качества звучания - заменить оксидный конденсатор в кроссовере более приличным, а заодно и пересмотреть его номинал. Если основной излучатель бумажный, то он уверенно отыгрывает диапазон средних частот, и помощь пищалки требуется лишь на высокочастотном участке диапазона. В таком случае емкость конденсатора можно снизить вплоть до 2 мкФ, это сдвинет максимальную отдачу в область частот выше 10 кГц. Как отмечалось в свое время ("О бедной пищалке замолвите слово" - "Мастер 12вольт" № 47), электрический резонанс емкости фильтра с индуктивностью звуковой катушки пищалки формирует небольшой горб на АЧХ, вот его мы и "задвинем" наверх, чтобы улучшить отдачу в этом диапазоне частот. Повышение частоты раздела повысит и перегрузочную способность пищалки, это позволит без риска подводить к динамикам более высокую мощность.
Теперь займемся основным излучателем. Поскольку в коаксиалах не используют склонные к внутренним резонансам "жесткие" диффузоры, то переход из поршневого режима работы в зонный происходит плавно. Поэтому дополнительно ограничивать полосу частот сверху не требуется.
Рост индуктивности звуковой катушки с частотой приводит к увеличению импеданса головки. Причем индуктивность эта у "среднестатистического" коаксиала составляет 0,2-0,4 мГн, и уже на частотах 2-3 кГц импеданс возрастает практически в два раза. Обстоятельство неприятное, но в нашем случае и его можно обратить на пользу.
В случае компонентной акустики в кроссовере обычно имеется стабилизатор импеданса в виде RC-цепи, подключенной параллельно динамику. В ряде работ показано, что для среднечастотных головок удобнее оказывается включение последовательного резистора (диссипатора). При таком подключении головка питается уже не от источника напряжения, а от источника тока, поэтому происходит не только стабилизация импеданса в широком диапазоне частот, но и значительное снижение интермодуляционных искажений, особенно заметное при использовании недорогих широкополосных и среднечастотных головок.
Практика показывает, что достаточно установить резистор с сопротивлением, приблизительно равным 0,5-1 номинального импеданса головки. Для частоты раздела выше 300 Гц мощность рассеяния резистора должна равняться 15-20% номинальной мощности головки. Следует также учитывать снижение отдачи и ухудшение демпфирования, но мы договорились не рассматривать низкочастотную область.
Теперь посмотрим, к чему приведет включение резистора последовательно с коаксиальной головкой. Для моделирования, как обычно, используем среду MicroCap и простую модель динамической головки со средними для коаксиалов значениями Re и Le.
Что же получилось в итоге? На частотной характеристике основного излучателя появился плавный подъем в области 3-10 кГц величиной около 3 дБ. Величина подъема определяется индуктивностью звуковой катушки и сопротивлением добавочного резистора. В зависимости от характеристик динамика это или компенсирует завал АЧХ, или прибавит детальности звучания. Завал АЧХ выше 10 кГц - влияние режекторного контура, образованного емкостью фильтра и индуктивностью пищалки. На артефакты в области выше 15 кГц можно не обращать внимания, на этом участке наложится еще естественный спад АЧХ динамика. Таким образом, почти без усилий у нас появилось некоторое подобие кроссовера для основной головки. Благодаря индуктивности основного излучателя характеристики кроссовера пищалки тоже изменились. Несмотря на очевидный первый порядок, крутизна спада АЧХ достигает 9 дб/октава.
Это плюсы. Теперь минусы. Ухудшенное демпфирование может привести к некоторому "бубнению" в области частоты резонанса основного динамика (100-150 Гц). Но, поскольку чувствительность снизилась примерно на 6 дБ, о подключении доработанного коаксиала к встроенному усилителю головного устройства, скорее всего, придется забыть. А раз так - во внешнем усилителе найдется активный кроссовер, чтобы ограничить снизу рабочую полосу частот.
В порядке эксперимента доработке были подвергнуты несколько коаксиальных динамиков разных марок:
AUDAX (штатные Renault)
Prology PX-1022
JBL P-452
Во всех случаях было отмечено "просветленное" звучание среднечастотного диапазона, исчезла "сиплость" пищалки при большой подводимой мощности, улучшился общий тональный баланс. Даже грубые AUDAX с тяжелыми картонными диффузорами и отвратительными пищалками - и те обрели второе дыхание.
--------------------------------------------------------------------------------
© А.И.Шихатов 2004
УЛУЧШЕНИЕ ЗВУЧАНИЯ КОАКСИАЛЬНЫХ ДИНАМИКОВ
Компонентные акустические системы получили в car audio широкое распространение, причем с появлением бюджетных комплектов область их применения заметно расширилась. Удобство компоновки, легкость настройки звуковой сцены снискали им заслуженную популярность. Однако в некоторых случаях удобнее использовать коаксиальные динамики. Причин может быть много: сложность косметической интеграции компонентных систем или дополнительных пищалок, желание сохранить исходный вид салона, нестандартный размер и т.д. В некоторых случаях заменить штатные коаксиалы другими динамиками вообще невозможно без кардинальной переделки посадочных мест из-за специфических размеров или особенностей конструкции. Что же делать в этом случае? Постараться выжать максимум из имеющегося "сырья".
Чаще всего коаксиальные динамики установлены в торпедо и работают в акустическом оформлении "открытый корпус". Вследствие акустического короткого замыкания воспроизведение частот ниже 200-300 Гц значительно ослаблено независимо от размера диффузора и частотной характеристики самого излучателя. Все попытки воспроизвести хоть какое-то подобие баса без доработки штатного места лишены смысла. Поэтому будем рассматривать коаксиал в торпедо исключительно как СЧ-ВЧ излучатель, и исследуем, как можно улучшить его характеристики в этой роли.
Три источника и три составные части
(не марксизма, конечно, а коаксиала):
Основной излучатель
Дополнительный излучатель
Кроссовер
Основной излучатель массовых конструкций снабжен диффузором из полипропилена различных модификаций, а в штатных коаксиалах он нередко бумажный. С точки зрения качества звучания последний вариант предпочтительнее. Почему - понятно: плавный переход из поршневого режима работы в зонный, отсутствие призвуков, малая масса, достаточно высокая верхняя граница частотного диапазона (7-10 кГц).
Если обратиться к статистике, то большинство коаксиалов "торпедного" калибра (10-13 см) снабжены одним дополнительным излучателем. Чаще всего это пищалка с текстильным или пластиковым куполом диаметром 13-18 мм, иногда металлизированным. Собственная частота резонанса таких излучателей 1,5-3 кГц, это запомним на будущее.
Кроссовер большинства коаксиалов работает только с пищалкой и образован единственным конденсатором емкостью 3,3-4,7 мкФ, чаще всего - электролитическим. Таким образом, это простейший фильтр первого порядка с частотой среза 6-9 кГц, поэтому подавление внеполосных сигналов недостаточное, возможна перегрузка пищалки. Следствие - "поросячий визг" и заметные резонансные призвуки.
С чего начать
Итак, первый и самый очевидный путь повышения качества звучания - заменить оксидный конденсатор в кроссовере более приличным, а заодно и пересмотреть его номинал. Если основной излучатель бумажный, то он уверенно отыгрывает диапазон средних частот, и помощь пищалки требуется лишь на высокочастотном участке диапазона. В таком случае емкость конденсатора можно снизить вплоть до 2 мкФ, это сдвинет максимальную отдачу в область частот выше 10 кГц. Как отмечалось в свое время ("О бедной пищалке замолвите слово" - "Мастер 12вольт" № 47), электрический резонанс емкости фильтра с индуктивностью звуковой катушки пищалки формирует небольшой горб на АЧХ, вот его мы и "задвинем" наверх, чтобы улучшить отдачу в этом диапазоне частот. Повышение частоты раздела повысит и перегрузочную способность пищалки, это позволит без риска подводить к динамикам более высокую мощность.
Теперь займемся основным излучателем. Поскольку в коаксиалах не используют склонные к внутренним резонансам "жесткие" диффузоры, то переход из поршневого режима работы в зонный происходит плавно. Поэтому дополнительно ограничивать полосу частот сверху не требуется.
Рост индуктивности звуковой катушки с частотой приводит к увеличению импеданса головки. Причем индуктивность эта у "среднестатистического" коаксиала составляет 0,2-0,4 мГн, и уже на частотах 2-3 кГц импеданс возрастает практически в два раза. Обстоятельство неприятное, но в нашем случае и его можно обратить на пользу.
В случае компонентной акустики в кроссовере обычно имеется стабилизатор импеданса в виде RC-цепи, подключенной параллельно динамику. В ряде работ показано, что для среднечастотных головок удобнее оказывается включение последовательного резистора (диссипатора). При таком подключении головка питается уже не от источника напряжения, а от источника тока, поэтому происходит не только стабилизация импеданса в широком диапазоне частот, но и значительное снижение интермодуляционных искажений, особенно заметное при использовании недорогих широкополосных и среднечастотных головок.
Практика показывает, что достаточно установить резистор с сопротивлением, приблизительно равным 0,5-1 номинального импеданса головки. Для частоты раздела выше 300 Гц мощность рассеяния резистора должна равняться 15-20% номинальной мощности головки. Следует также учитывать снижение отдачи и ухудшение демпфирования, но мы договорились не рассматривать низкочастотную область.
Теперь посмотрим, к чему приведет включение резистора последовательно с коаксиальной головкой. Для моделирования, как обычно, используем среду MicroCap и простую модель динамической головки со средними для коаксиалов значениями Re и Le.
Что же получилось в итоге? На частотной характеристике основного излучателя появился плавный подъем в области 3-10 кГц величиной около 3 дБ. Величина подъема определяется индуктивностью звуковой катушки и сопротивлением добавочного резистора. В зависимости от характеристик динамика это или компенсирует завал АЧХ, или прибавит детальности звучания. Завал АЧХ выше 10 кГц - влияние режекторного контура, образованного емкостью фильтра и индуктивностью пищалки. На артефакты в области выше 15 кГц можно не обращать внимания, на этом участке наложится еще естественный спад АЧХ динамика. Таким образом, почти без усилий у нас появилось некоторое подобие кроссовера для основной головки. Благодаря индуктивности основного излучателя характеристики кроссовера пищалки тоже изменились. Несмотря на очевидный первый порядок, крутизна спада АЧХ достигает 9 дб/октава.
Это плюсы. Теперь минусы. Ухудшенное демпфирование может привести к некоторому "бубнению" в области частоты резонанса основного динамика (100-150 Гц). Но, поскольку чувствительность снизилась примерно на 6 дБ, о подключении доработанного коаксиала к встроенному усилителю головного устройства, скорее всего, придется забыть. А раз так - во внешнем усилителе найдется активный кроссовер, чтобы ограничить снизу рабочую полосу частот.
В порядке эксперимента доработке были подвергнуты несколько коаксиальных динамиков разных марок:
AUDAX (штатные Renault)
Prology PX-1022
JBL P-452
Во всех случаях было отмечено "просветленное" звучание среднечастотного диапазона, исчезла "сиплость" пищалки при большой подводимой мощности, улучшился общий тональный баланс. Даже грубые AUDAX с тяжелыми картонными диффузорами и отвратительными пищалками - и те обрели второе дыхание.
