Компактный ультрабюджетный 3-х полосный полочник

[Romaliani]

Компактный ультрабюджетный 3-х полосный полочник

Всем привет и доброго здравия!

Представлю Вашему вниманию реализованный мной небольшой акустический проект.

Это компактная трехполосная полочная акустическая система с повышенной отдачей на низах.

Проект был осуществлен по просьбе знакомых и на их материале, взялся за него исключительно ради спортивного интереса и в целях совершенствования навыков проектирования и создания многополосных акустических систем.

Низкочастотные и среднечастотные динамические головки по 2 ед. каждого типа были в наличии, и до этого располагались в многоканальном дом. кинотеатре от производителя Thompson, модель – DPL550HT, располагались в сателлитах и сабвуфере этого ДК. Характеристик головок в свободном доступе найти не удалось, кроме того что они имеют номинальный импеданс 6 Ом, с заявленными мощностями 40-80 ватт. Материал диффузора: НЧ динамика – прессованная целлюлоза, размер 4”; СЧ- полимер, диаметром 3”. Все динамические головки были исправны и находились в удовлетворительном физическом состоянии.



Вследствие вышеуказанной причины, необходимые электро-механические параметры (Т-С, импеданс) головок пришлось узнавать с помощью соответствующих измерений.

Акустических замеров (АЧХ по осям и вне их, гармонич. искажения и др.) излучателей не проводил, в виду бюджетности проекта и трудоемкости процедур.

 

[Fisher]

Смотрится весьма и весьма! Молодчина! А откуда взята фотка?

 

[gluxon]

Смотрится весьма и весьма! Молодчина! А откуда взята фотка?

Не, это насколько понимаю, не проект. Это тот самый Thompson DPL 550HT. А вот проект интересен, действительно. Очень хотелось бы взглянуть на результат!

 

[кочевник]

Очень хотелось бы взглянуть на результат!

Аналогично! А пока повяжем халат ожидания поясом терпения.. ))

 

[Romaliani]

Спасибо за внимание и отзывы!

Продолжим.

Высокочастотные динамики к проекту приобретались отдельно, в их качестве выступили авто ВЧ компании Alphard, модель TBR-39 (номинальный импеданс 4 Ом, алюм. диффузор, ферритовый магнит, номинал мощности заявлен 100 ватт, пиковая мощность 200 ватт, рабочий диапазон частот 2 – 20 kHz, чувствительность 105 дБ. При этом производитель рекомендует подключение ВЧ динамика через HPF 2-ого порядка с частотой среза от 8 kHz. Больше никаких данных нет.



После проведенного замера стал известен собственный резонанс данной головки – 3,2 kHz

И вот с таким набором данных был подготовлен проект конструктива акустической системы.



Итак, НЧ – с фазоинвертором, проектируемая настройка порта на 50-55 Hz, рабочий объём НЧ камеры – 12 литров чистыми. Рабочий диапазон частот: 55 – 1000 Hz. Расчетный SPL в корпусе – 105 dB. В усилителе должен быть предусмотрен активный HPF на не менее 45 Hz, на частотах ниже теоретически должен уже превышать линейный ход. Сверху полосу режет уже пассивный LPF 1-ого порядка. Расчетные уровни чувствительности головок ВЧ, СЧ и НЧ разные, но аттенюатор предусматривался только для ВЧ, НЧ при этом оказался более чувствительным в сравнении с СЧ. В случае если слушателя не устраивает номинальная повышенная отдача на НЧ, то уровень входного сигнала можно отрегулировать через активный HPF в усилителе. Порт фазоинвертора с выходом на лицевую сторону, предоставляет пользователю широкий выбор места непосредственного размещения АС.

СЧ бокс – рабочим объёмом 0,5 литра. Рабочий диапазон частот: 1400 - 10000 Hz, определен пассивным BPF. СЧ динамик имеет наименьшую чувствительность. Расчетный SPL в корпусе – 99 dB.

ВЧ рабочий диапазон частот: 9000 – 20000 Hz, определен пассивным LPF. Аттенюатор 20 dB.

 

[Romaliani]

Продолжим.

Акустический фильтр.

Фильтр проектировался без учета реальных соответствующих акустических измерений динамических головок, т.е. только исключительно на измеренных электро-механических характеристиках, т.е. базовый пассивный фильтр является скорее эмпирический моделькой «идеальных» динамиков, чем реальных акустических измерений.

LPF – 1-ый порядок, с частотой раздела полос 800 Гц.
BPF – 2-ой порядок, частота раздела полос 1,4 кГц и 10 кГц.
HPF – 2-ой порядок, раздел 9 кГц.

Исходя из этих допущений получилась теоретическая передаточная характеристика фильтра:

 

[Romaliani]

Продолжим.

Реализация конструктива акустической системы.

Использована березовая ФК фанера 18 мм.

АС состоит из 2-х камер, первая - основной рабочий объем НЧ динамика, вторая - ниша для фильтра, со съемной задней стенкой, сделана в целях быстрого и легкого доступа для обслуживания пассивного фильтра.

Детали СЧ бокса и фазоинвертора – это 4мм акрил, склеенный между собой дихлорэтаном. Сам СЧ бокс и фазоинвертор крепятся к стенкам АС на клею, что показалось не лучшим решением, в следующих проектах планирую делать однозначно по-другому.

Боковые стенки рабочей камеры усилены распоркой.

Использовался материал (STP) для подавления нежелательных резонансов. Корпус изнутри обклеен искусственным ватином. Стыки дополнительно обработаны силиконовым герметиком.

Соединения панелей выполнены на столярном ПВА и стянуты саморезами.







Реализация конструктива фильтра.



Предусмотрена возможность разделения входного сигнала на 2 диапазона отдельно: НЧ от 45 Hz через активный HPF в усилителе, и ШП.

 

[Romaliani]

Испытания.

После всей необходимой коммутации, акустика готова для тестового прослушивания и замеров для сравнения реальных параметров с симуляционными моделями.

Итак, динамические головки в корпусе, и подключены через пассивный акустический фильтр.

Субъективно: полученный результат счёл удовлетворительным, все, что предполагал реализовать в момент моделирования в акустике сделано, симуляторы отработали достаточно точно, при прослушке никакого негатива я не выявил, ВЧ и СЧ адекватны, НЧ перманентно завышены (согласно проекта), в помещении при правильной расстановке АС сцена формируется чётко, никакой разбалансировки нет, кажется, что прямо перед тобой. От акустики до слушателя расстояние - 2 метра. Впечатление такое, что протянув руку можно коснуться инструментов, или исполнителя вокальной партии. Обязательно нужен адекватный по мощности и качеству усилитель, чувствительность у акустики невысокая. Источник сигнала – встроенная з.к. стационарного компа, разрешение flac. Акустика слушалась на усилителях классов АВ и D, звучит одинаково, по крайней мере для меня.

Объективно: замер делался при следующих условиях – помещение акустически не подготовлено, измерительный микрофон по оси ВЧ, расстояние от микрофона до ВЧ излучателя – 0,5 метра, микрофон на основе капсюля WM-61 с предварительным усилителем, 2-х канальный метод измерений, Arta, LIMP, встроенная звуковая карта на компе.

«Послушал» акустику глазами.

ИЧХ системы:



АЧХ системы:



1. Подъем отдачи на а) басовом, б) мидбасовом и в) нижней середине, диапазонах – совместный результат влияния более высокой чувствительности басовика, выбор и частота настройки акустического оформления, границы раздела НЧ-СЧ в фильтре, его порядка, и влияние баффла. Может выражаться в том, что при прослушивании некоторого звукового материала с превалированием спектра в данном частотном диапазоне, для не привыкших слушателей слышится некоторая избыточность низких частот. По-хорошему, на диапазон 800 Гц – 2 кГц – в фильтр нужно добавлять режекторную цепочку, но в виду пониженной чувствительности СЧ излучателя, такой режектор - отсутствует.

2. На графике импеданса видно формирование небольших резонансов корпуса на 400 и 700 Гц –длины полуволн которых соответствует размеру крышка-дно и передней-задней стенок основной камеры, но никаких дополнительных специальных мер по этому поводу не предпринималось, в виду наличия распорки, которая должна была сгладить эти явления, полагаю, что без наличия распорки эти пики корпусных резонансов были бы больше.

3. На АЧХ заметен провал в районе 5 кГц, но как проявляется он на слух я не услышал, и с причиной (-нами) его образования на текущий момент можно только сделать предположения. То, что он не находится на стыке полос, предполагает, что источником его формирования является особенность СЧ головки в данном диапазоне, возможно, что это коррелирует с баффлом на этой частоте. Для точного диагноза нужно снимать серию АЧХ среднечастотника в корпусе, и смотреть/моделировать влияние расположения головки на баффле. Так же нужно смотреть, где у примененной СЧ головки происходит выход из поршневого режима работы и как это отражается на АЧХ.

Через программный генератор подавал на акустику синус разных частот, и не услышал, что на 5 кГц ощущалось критическое падение звукового давления по сравнению с менее низкими или более высокими частотами СЧ диапазона.

4. Уровень ВЧ (10 кГц +) оказался несколько занижен, причина тому, скорее всего, приукрашенная производителем чувствительность ВЧ динамика, указанная как 105 dB, следовательно, первоначально аттенюатор в фильтре рассчитывался по этому уровню, а реальная чувствительность оказалась ниже, в районе 98-100 dB. Но опять же, какой-то фатальной нехватки ВЧ я не почувствовал.

Но номиналы элементов аттенюатора в фильтре в итоге скорректировал, снижение уровня стало на 15 dB в место первоначальных 20 dB.

Текущий внешний вид АС.



P/s: Вопросы относительно внешней отделки задавать и комментировать смысла нет – это все было на усмотрение владельцев, и я к этому отношения не имею.

На этом всё, спасибо за внимание!