Site Loader
Posted on 06.04.2023

Доработка широкополосного динамика Fostex FE126En

История сборки усилителя JLH для Александра

В мае на мою электронную почту пришло письмо с вопросом: «Вечер добрый Руслан! Меня зовут Александр! Вы собираете усилитель jlh на заказ?» . В принципе это не первый раз, когда меня об этом просят и обычно я отвечаю отказом, т.к. для меня собрать что-то из области аудио — это хобби, а не способ заработать. Пока есть куча других дел и работа в IT сфере, ну совсем не хочется тратить время на сопутствующую такому занятию возню (организация доставки, гарантия и пр.). Руководствуясь этими соображениями, я и ответил Александру, что не возьмусь за сборку. На что получил ответ: » Понимаю Вас, пересылкой заниматься не нужно будет т.к. у меня супруга работает в Питере и забрать смог бы сам. Настаивать не буду, но если вдруг появиться желание, буду очень признателен! Планирую использовать акустику на топовых scanspeak чувствительностью 87Дб.»  Хм… раз в Питере, раз есть желание получить именно JLH (немногие ценители музыки готовы довольствоваться десятью Вт на канал), тогд

Доработка широкополосного динамика Fostex FE126En

У динамика Fostex FE126En есть пара неприятных пиков амплитуды в районе 4. 6 кГц и 6.7 кГц, которые плохо нивелируются фильтром 2-го порядка при частоте раздела 3.5 кГц. На АЧХ, приведенной ниже, эти пики прекрасно видно. Они делают звучание динамика резким, с ярко выраженными высокими частотами. Из-за этого со временем звук АС начинает утомлять. Мириться с этим фактом мне как-то не хотелось, от чего и загорелся идеей доработать динамик. Далее приведу описание доработок и результаты измерений…

АЧХ недоработанного Fostex FE126En (в обратном рупоре), микрофон на расстоянии 1 метр от АС:

На АЧХ прекрасно видны всплески, о которых я писал выше. Также имеется ярко выраженный рост чувствительности в ВЧ области с пиком на 15 кГц и последующим резким спадом. И где тут 25 кГц, которые заявлены в мануале?

О наличии у FE126En явной окраски звука неоднократно писали на различных форумах и Троелс Гравесен в статье про акустику на этом динамике.

Что рекомендуют?

Покопавшись в интернете, выяснил, что одни рекомендуют удалить пылезащитный колпачок, который якобы и придает неприятный окрас звука, другие рекомендуют установить фазовыравнивающую пулю (о принципе действия пули я писал здесь).

Проверю обе рекомендации.

Удаление пылезащитного колпачка

Скальпелем аккуратно срезал пылезащитный колпачок, что возможно не самое правильное решение, т.к. в случае неудачи его обратно не вернуть. Вроде как клей, которым колпачок крепится к диффузору, термопластичен и с помощью термопистолета его можно отделить от диффузора. Но термопистолета у меня нет, поэтому я не стал заморачиваться.

Провожу измерения АЧХ динамика с удаленным колпачком (черная линия) и сравниваю с АЧХ до удаления колпачка (оранжевая линия):

Очень интересный и неожиданный результат!

Позитивный момент — поднялась чувствительность в области от 400 Гц до 2 кГц, которая изначально была ниже средней! При этом образовался провал на 4 кГц, и пики на 4,6 и 6.7 кГц никуда не делись. Немного снизилась интенсивность пиков, плюс они сместились вправо на 300-400 Гц. Выходит народ заблуждался, когда писали, что это именно колпачок дает такие призвуки. Вот тебе раз, не стоит верить всему, что пишут… Еще один неприятный момент — немного подрос и сузился пик на 15 кГц.
Тем не менее надо признать, что из-за роста чувствительности в области 300-2000 Гц, на слух изменения все-таки будут восприниматься, как некоторое избавление от пиков, а провал на 4 кГц можно и не заметить. Может быть поэтому некоторые рекомендуют удалить колпачок.

Фазовыравнивающая пуля

После удаления колпачка стало очень интересно проверить, что же будет с АЧХ после установки пули.

Для крепления пули к керну решил использовать обычный шуруп. У шурупа немного сточил напильником шляпку, чтобы он лучше приклеился к керну магнита:

Шуруп приклеивается к керну с помощью эпоксидной смолы (в этом процессе нужно быть очень аккуратным и выставить шуруп точно по центру керна). Для того, чтобы случайно не повредить и не испачкать клеем катушку, я просунул лист бумаги в зазор между керном и катушкой.

После высыхания смола очень надежно зафиксировала шуруп.

Настала очередь изготовления пули. Пулю выточил из дерева. Для этого пришлось собрать мини токарный станок из

г… и палок

 дрели и деревянных направляющих. На сборку такого станка ушло всего 1.5 часа:


Немного сноровки, прямых рук и вуаля — пули готовы! После этого их лучше покрыть лаком или краской (я использовал быстросохнущий лак на водной основе).


В центре торца пули сверлится отверстие под шуруп, после чего она легко и точно накручивается на него. 


Опять провожу замеры АЧХ, но уже с пулей, и сравниваю с АЧХ динамика до внесения изменений (оранжевая линия):

Этот результат мне нравится намного больше! Итак:

  1. Провал на 4 кГц полностью исчез!
  2. Область АЧХ от 2 до 4.5 кГц вообще выглядит образцово-показательной.
  3. Интенсивность пиков на 4.6 и 6.7 кГц снизилась и они сместились вправо еще сильнее. А это значит, что разделительный фильтр невысокого порядка будет эффективнее глушить их без применения режекторного фильтра.
  4. Пик на 15 кГц стал чуть меньше, что тоже неплохо.
Выводы

Увы, простое удаление колпачка искажает АЧХ (появляется существенный провал на 4 кГц) и не исправляет проблему с окраской звука Fostex FE126En.
Добавление пули оказывает серьезное влияние на АЧХ динамика и неплохо сглаживает ее в верхней СЧ области. Доработка не ухудшает звучание динамика на ВЧ и он может прекрасно работать в широкополосном режиме.

Примечание: Измерения проводились в обычной жилой комнате с помощью измерительного микрофона Nady CM 100 с расстояния 1 метр. Используемое программное обеспечение — Arta.


Достоверная АЧХ начинается с 2кГц, т.к. на область АЧХ ниже 2 кГц существенное влияние оказывают комнатные отражения.

Популярные сообщения из этого блога

Ультралинейный усилитель А класса (опыт конструирования усилителя JLH 1969)

Не секрет, что усилители, работающие в А классе, обеспечивают наивысшее качество звучания по сравнению с усилителями, работающими в классе B, AB и D. В интернете много информации почему это так. Увы, большинство производителей усилителей данный класс обходят стороной из-за низкого КПД усилителя (до 80% мощности рассеивается в виде тепла). Те же экземпляры, которые можно найти в продаже, стоят безумных денег. К счастью, изобретатель Джон Линсли Худ (John Linsley-Hood) разработал и опубликовал в 1969 году схему простого усилителя А класса мощностью 10 Вт. Такой мощности достаточно для домашнего воспроизведения музыки на высокочувствительных колонках (от 90 Дб). В интернете все отзывы о качестве звучания усилителя JLH только положительные. Это меня подкупило и я решил самостоятельно собрать усилитель Худа в оригинальной версии 1969 года.

Далее. ..

О фазолинейной акустике или «Святой Грааль» хорошего звука

Всем, кто не знаком с понятием «фазолинейная акустика», но хочет добиться совершенного и живого звучания своей стереосистемы, рекомендую прочитать эту статью. Обещаю, мир уже никогда не будет прежним… 🙂

Далее…

История сборки усилителя JLH для Александра

В мае на мою электронную почту пришло письмо с вопросом: «Вечер добрый Руслан! Меня зовут Александр! Вы собираете усилитель jlh на заказ?» . В принципе это не первый раз, когда меня об этом просят и обычно я отвечаю отказом, т.к. для меня собрать что-то из области аудио — это хобби, а не способ заработать. Пока есть куча других дел и работа в IT сфере, ну совсем не хочется тратить время на сопутствующую такому занятию возню (организация доставки, гарантия и пр.). Руководствуясь этими соображениями, я и ответил Александру, что не возьмусь за сборку. На что получил ответ: » Понимаю Вас, пересылкой заниматься не нужно будет т.к. у меня супруга работает в Питере и забрать смог бы сам.

Настаивать не буду, но если вдруг появиться желание, буду очень признателен! Планирую использовать акустику на топовых scanspeak чувствительностью 87Дб.»  Хм… раз в Питере, раз есть желание получить именно JLH (немногие ценители музыки готовы довольствоваться десятью Вт на канал), тогд

Далее…

Сказ про широкополосный динамик

Звук — неотъемлемая часть человеческого общества. С первым жизненным вздохом человек слышит самые разные звуки. Именно поэтому невозможно представить себе беззвучную современную цивилизацию. Технологии проникли во все уголки жизнедеятельности человека, они же позволяют получать широчайший диапазон самых разных звуков.

Чтобы услышать звуки у человека есть универсальный естественный аппарат — слух. Чтобы издать звуки во всех естественных диапазонах, инженерной мыслью создан излучатель звуков. Именно такой прибор использует способность человеческого уха улавливать возбужденные механические колебания.

Что такое широкополосный динамик?

По мере развития прогресса было придумано множество изделий, излучающих звуки самых разных диапазонов, но наиболее популярным стал электродинамический громкоговоритель. Устройство динамика довольно проста и универсальна. На катушку, находящуюся внутри постоянного магнита, подается напряжение звуковой частоты. Колебания, выдаваемые катушкой, передаются на диффузор. Механические колебания, возбуждаемые катушкой, передаются в воздух. Ухо улавливает данные механические колебания и человек слышит звук.

Учитывая, что слушать музыку и прочие передачи, сопровождаемые звуком, хочется всегда и везде, то появляется необходимость в создании универсального звукового излучателя. Специализированные динамики прекрасно работают в узком диапазоне, но это нужно далеко не сем и не всегда. А вот средние частоты востребованы больше всех.

Именно поэтому появилась необходимость в создании популярных широкополосных динамиков, которые наряду со средними частотами воспроизводят и низкие, и высокие. Безусловно, весь диапазон звуков на одном излучателе воспроизвести невозможно, но востребованность таких динамиком обуславливается рядом причин. Прежде всего тем, что конструкция узкоспециализированных излучателей часто бывает довольно громоздкой. Кроме того, цена у таких изделий выше, ведь за качество приходится платить. Не каждому это по карману.

Широкополосный динамик это экономный вариант, когда один динамик воспроизводит всю полосу частот.

А вот попсу с новостями, а также музыку в автомобиле вполне можно слушать без кроссовера через дешевый широкополосный динамик. Этим и объясняется устойчивая популярность именно широкополосных систем. Бытовая техника, смартфоны, телевизоры, портативные колонки — везде нашли своё применение широкополосные динамики.

Кроме того, универсальные излучатели, рассчитанные на широкий звуковой диапазон, устанавливаются в рупорных системах и трубах Войта.

Рупорные акустические системы

Пытаясь с помощью широкополосных динамиков «укротить» как можно больший диапазон звуков изготовители сталкиваются с рядом проблем. Все зависит от того какой диапазон звуков необходимо произвести.

Низко чувствительные системы демонстрируют узкий динамический диапазон, особенно при понижении громкости. Выражается это в пропаже высоких и низких составляющих, которые «забиваются» среднечастотным звуком. Отчасти это происходит благодаря строению человеческого уха, наиболее оптимально приспособленного для восприятия именно средних звуков.

Что касается высоких частот, то звук, излучаемый маленькой диафрагмой высокочастотного динамика с небольшой амплитудой, просто теряется на фоне тех же средних частот. Решение данной проблемы находят в применении дополнительных устройств (темброблоки, АЧХ корректоры, тон компенсаторы и прочее), ухудшающих звуковоспроизведение.

Альтернативой выступает принципиально иной способ улучшения воспроизведения звука — улучшение КПД акустических систем с помощью рупоров (горнов). Такая оригинальная конструкция позволяет соотнести давление внешней воздушной среды и звукового давления диафрагмы излучателей. То приводит к минимизации искажений и выравниванию амплитудно-частотных характеристик широкополосных динамиков.

В Советском союзе очень любили создавать рупорные акустические системы на базе широкополосников 4А-28, например: Акустический агрегат с повышенным КПД на низких частотах.

Рис. 1. Широкополосные динамики 4А-28

Труба Войта

В 1930 году Пол Войт описал новый принцип создания акустической системы, так называемая расширяющаяся четвертьволновая труба (Tapered Quarter-Wave Pipe — TQWP). В данной рупорной системе используется частота резонанса динамической головки.

Преимуществами акустического принципа является отсутствие разделительных фильтров. Рупор и динамик разведены, то есть размещение динамика не начало рупора, а его сторона. Рупор выступает как обратная нагрузка для диффузора.

И опять же, наши радиолюбители строили трубы Войта, снова!, на динамиках 4А-28.

Конструкция широкополосного динамика

Выделяют два основных вида универсальных широкополосных динамиков — с центральным колпачком и конус-визером «дудка».

Первая конструкция больше похожа на обычный динамик с одним конус-куполом.

Рис. 2. Широкополосный динамик Visaton B 200/6 с центральным колпачком

А вот строение второй вариации динамика сложнее,опять тот же 4А-28. Такой излучатель содержит два конуса: большой как в обычных динамиках, и второй, встроенный внутри большого.

Диафрагма должна быть среднего размера с умеренными колебаниями. В противном случае большего искажения получит звук с высокой частотой. Что касается басов, то тут решение в увеличении размеров конуса, при сохраненном ходе, но при качественном диффузоре.

На сегодняшний день существует множество не только вариантов исполнения широкополосных динамиков, но и материалов, используемых при изготовлении диффузоров. Чтобы добиться минимизации искажений, производители идут на любые ухищрения. Одни излучатели, имеющие высокую эффективность, искажают низкие частоты, другие — требуют применения специального короба, для повышения басов. Применяя в конструкциях широкополосных динамиков усилители до 3 Вт, достигается высокая производительность.

Так как при использовании широкополосников хочется качественно (насколько это возможно) прослушивать весь диапазон частот (высокий, средний, низкий), то производители применяют при изготовлении диффузора бумагу или современную альтернативу ей — кевлар. Так удается добиться гораздо более высокого результата.

Кроме того, есть уникальный опыт применения в качестве подвеса … кожи. Например, при изготовлении широкополосной акустики Кондо RUTHY-1-2-4 и Ongaku speakers используется замш для подвеса. Необычный подход, но достигается отличная чистота звука. В частности, проведено исследование широкополосника ADVENT, 2 полосы: 25 см НЧ + пищалка, закрытый ящик 60 литров.

Конструктивной особенностью динамика является неравномерное натяжение кожи в подвесе RCA-TELEFUNKEN. Чем ближе в диффузор — тем натяжение выше. Как итог — превосходный по своей чистоте тихий звук.

Рис. 3. Кожаный подвес в широкополосном динамике

Подробнее про кожаный подвес читаем в статье «Достоинство тихих звуков».

Также интересны исследования акустики, изготовленной с подмагниченными динамиками фирмы «Telefunken и ВЧ-головками фирмы «Peerless». В совокупности с ламповым усилителем и дополнительным рупором также достигнут невероятный уровень качества звука. Познакомиться с оригинальным опытом можно в статье «Telefunken» — жизнь после смерти».

Помимо бумаги, кевлара и кожи в широкополосниках, для достижения качества звука в разных диапазонах, можно использовать даже алюминий и смолу. Бумага все же предпочтительнее, так как, не обладая повышенной жесткостью, она способна уменьшить резонанс. Особенно эффект заметен при покрытии бумаги лаком.

Недостатки широкополосников

Проблемы широкополосных динамиков известны:

  • нелинейные амплитудно-частотные характеристики;
  • провалы в границах частотного раздела
  • высокий уровень гармоник;
  • интермодуляционные искажения;
  • «горб» в области средних частот;
  • урезание низких частот;

Попытки расширить спектр качественного звучания в сторону низких частот приводит к увеличению площади излучателя.

Закрытая форма акустической системы не позволяет использовать фазоинверторную конструкцию колонок, для расширения низкочастотного диапазона. А применение динамиков с высокой чувствительностью еще больше разбалансирует АЧХ.

Автомобильная широкополосная акустика

Прослушивание музыки в современных автомобилях — это целый спектр особенностей акустических систем. И здесь широкополосные динамики также занимают существенную долю, так как ограниченный объем авто не позволяет развернуться любителям по-настоящему качественного звука, требующего сложных конструкций.

В автомобиле с задачей передачи приемлемого звука вполне справиться широкополосник в диаметр диффузора 8,10 или 12 см. Стоит сразу отметить, что низкие и высокие частоты на таком динамике воспроизводятся без применения кроссовера — специального разделительного фильтра звуковых частот.

При выборе широкополосного динамика для своего автомобиля следует акцентировать внимание на некоторых аспектах. Так, в зависимости от размера салона и свободного объема важен размер динамика, а также общие требования к высоким и низким частотам.

Рассеивание звука во всех направлениях (дисперсию) также необходимо учитывать. Так, если рассеивание плохое, то звучание будет глухим, а вот если еще на стадии покупки вы слышите естественный звук, то все в порядке. Для басов нужен дополнительный сабвуфер, который выступает в качестве компенсатора низких частот. Таким компенсатором могут выступить 10-ти дюймовые колонки. Помимо всего прочего, следует прослушать звучание на разных уровнях громкости.

Так как в авто не всегда достаточно места для крупногабаритных колонок, то качество звучания среднеразмерных конструкций можно улучшить с помощью звукового процессора, встроенного в современные магнитолы.

Рекомендации для автомеломанов

В общих случаях в автоакустике рекомендованы широкополосные акустические системы с фазоинвертором, то есть корпус акустики должен вентилироваться. Пускай басы и не будут звучать отлично, а ВЧ будут плосковаты, все же в целом звук будет вполне приемлемым для автомобильного салона.

Однако учитывая вышеуказанные недостатки широкополосные динамики не смогут удовлетворить запросы по качеству звучания, особенно при желании выделить высокие и низкие частоты. Один, пускай и универсальный излучатель не сможет компенсировать все искажения, «провалы», затухания звука в разных звуковых секторах. Хотя и существуют ситуации, когда широкополосный динамик подойдет в качестве излучателя, ценители чистого и объемного звука откажутся от такой системы.

Более надежной, качественной, хотя и дешевой альтернативой первому варианту могут выступить коаксиальные модели. Принципиальное отличие данной системы от широкополосных излучателей — это воспроизведение каждой звуковой области своим динамиком.

Подводя итог, следует понимать, что любая универсальная система, от которой требуется воспроизведения звука в широком диапазоне, будет в той ил иной мере искажать звук. Именно поэтому использование оригинальных материалов для изготовления диффузоров, конструктивных особенностей корпусов широкополосных динамиков, а также применение электронных настроек позволяет добиться максимального результата в указанных условиях.

Широкополосные динамики вобрали в себя все лучшее в области акустических технологий, поэтому оптимальны в соотношении цена/качество, а потому — наиболее по-прежнему популярны, несмотря на ряд очевидных недостатков.

И наш совет прост — берите компонентные системы. Вы тогда получите удовольствие от звука.

Читайте также

  • динамическая головка
  • история динамика
  • Советские динамики
  • устройство громкоговорителя

Низкочастотный громкоговоритель с плоским диффузором и его применение →

← Ортодинамические излучатели

 

Требуется ли кроссовер в полнодиапазонных динамиках?

#3