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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sistema acustico VERNA 100А-10. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori Durante la costruzione del modello 100A-10, il compito era produrre altoparlanti con bilanciamento tonale e suono surround realistico. Gli altoparlanti utilizzano testine dinamiche SEAS e Peerless. Il design degli alloggiamenti fornisce un basso livello di vibrazione a tutte le frequenze della gamma operativa. L'autore consente l'utilizzo di alcuni capi di produzione nazionale. Il modello 100A-10 è strutturalmente realizzato in uno stile classico: una custodia rettangolare con teste posizionate sul pannello frontale. Design a bassa frequenza - inverter di fase, che consente di aumentare il ritorno alle frequenze più basse. Gli altoparlanti del sistema sono dotati di piattaforme su cui poggiano con coni in acciaio incorporati nell'alloggiamento. Le pedane sono una struttura in compensato laminato e truciolare che riduce al minimo le vibrazioni trasmesse dagli involucri alla superficie del pavimento. Nel piano superiore della piattaforma sono installati agli angoli quattro dischi in acciaio - per fissare il cabinet dell'altoparlante con i loro coni, e nel piano inferiore - quattro dischi (anche agli angoli) in feltro spesso. L'utilità di una tale sospensione del corpo è confermata da numerosi esperimenti e analisi del lavoro di prodotti simili di diversi produttori. Il set di testine dinamiche per 100A-10 viene selezionato tenendo conto delle attività. L'assistenza pratica è stata fornita da Georgy Krylov, uno specialista della ditta Arkada [1]. Per riprodurre la gamma di 30 ... 400 Hz, sono installate testate per bassi dinamici ben collaudate Peerless 850136 (Danimarca). Hanno coni in polipropilene a quattro strati, buona risposta ai transienti, sensibilità di 89 dB e bassa frequenza di autorisonanza (circa 28 Hz). Il loro funzionamento in una determinata banda di frequenza è garantito posizionando queste due testine in un alloggiamento con un volume interno di 60 dm3. Nel progetto selezionato, lo spostamento massimo del diffusore si è rivelato di ±4 mm, il che ha permesso di ottenere bassi veloci e molto profondi - a una frequenza di 30 Hz a un livello di -4 dB. Una coppia di woofer affronta facilmente le basse frequenze quando l'alimentazione viene fornita fino a 150 watt. Le testine H522 SEAS (Norvegia) sono installate per riprodurre la banda media. Hanno anche coni in polipropilene (la massa del sistema mobile è di soli 6,5 g) e potenti magneti, una sensibilità di 91,5 dB/W/m e uno spostamento massimo del cono di ±3 mm. "Bullet", installato al centro del diffusore, equalizza la caratteristica fase-frequenza della testina nella banda 1,9...4 kHz. Per ridurre l'effetto della risonanza della pelle sulla risposta ai transienti nella regione dei medi, le finestrelle del supporto del diffusore sono incollate con uno strato di feltro sintetico, come è stato fatto in [2]. Un tale pannello di impedenza acustica supera decisamente una reiezione della frequenza di risonanza elettrica fondamentale (come un filtro notch) poiché lo smorzamento della testina non è compromesso. La testa dell'H522 ha buoni dettagli anche durante la riproduzione di suoni di alto livello. È importante che le testine H522 e 850136 formino una coppia abbinata. Le testate di gamma media sono accoppiate alle testate di bassa frequenza con un filtro di primo ordine (6 dB per ottava), che "stabilizza" notevolmente le valutazioni tecniche e soggettive. Con la testina H1149 SEAS HF è stato ottenuto un buon coordinamento delle risposte dinamiche e in frequenza nella regione MF-HF. Il tweeter ha una cupola in tessuto impregnato, una sensibilità di 92 dB/W/m e una telecamera silenziata sul retro della cupola. Si distingue per un suono fluido, senza picchi e avvallamenti, una risposta in frequenza fino a 21 kHz e un suono leggero e dettagliato. L'accensione della testina attraverso un filtro crossover di terzo ordine (attenuazione di 18 dB per ottava) a una frequenza di risonanza fondamentale sufficientemente bassa (circa 700 Hz) ha permesso di selezionare il limite di frequenza operativa a una frequenza di 2730 Hz. Questa frequenza si è rivelata la più ottimale per accoppiare questa testata con emettitori a media frequenza con una riserva di carica sufficiente. Tutti i driver sono installati tramite anelli realizzati in feltro naturale a media densità di 5 mm di spessore. È chiaro che il feltro qui svolge il ruolo di smorzatore, riducendo il livello di vibrazione del pannello frontale del case. Il cabinet a doppio strato (il suo peso è di circa 54 kg) con pannelli forati smorzanti e nervature di irrigidimento contribuisce alla riproduzione di programmi musicali con sorprendente naturalezza. Principali caratteristiche tecniche
È noto che per riprodurre bassi profondi è necessaria una cassa di elevata rigidità e resistenza alle vibrazioni, che si propagano principalmente dalle testate dei bassi. Il corpo del modello 100A-10 (il disegno di progetto è mostrato in Fig. 1) è assemblato da compensato spesso 10, 12 mm e truciolato da 16 mm. Il pannello frontale è composto da tre strati: compensato-truciolare-compensato (12+16+12 mm), il resto - due strati: compensato-truciolare (12+16 mm). I grezzi per pannelli vengono incollati con PVA e tenuti sotto pressione per quattro giorni.
Innanzitutto, il telaio è stato assemblato: pannelli laterali, superiore e inferiore con un quarto selezionato nei punti di attacco. La struttura è rinforzata dall'esterno con viti autofilettanti lunghe 70 mm nelle estremità dei pannelli superiore e inferiore. Le viti vengono avvitate nei pannelli laterali ogni 50 mm e fissate con colla epossidica riempita con segatura di truciolare fine (schermata). I cappelli incassati a 5...7 mm dalla superficie sono ricoperti di stucco nitro a filo del piano del pannello. Quindi, sulla base di dimensioni specifiche, sono state realizzate le pareti anteriore e posteriore del case, nonché una scatola per le testine midrange e tweeter. Inoltre, sono stati prodotti e installati all'interno pannelli forati e rinforzi sulle pareti anteriore e posteriore. I pannelli perforati 5, 6 e 7 hanno ciascuno 20 fori equidistanti con un diametro di 20 mm. Il pannello 8 ha 24 fori con un diametro di 30 mm. Tutti sono realizzati in compensato di 20 mm di spessore. Nervature di rinforzo 4 - dallo stesso compensato. L'ultimo passo è assemblare la custodia. Ecco un tale metodo di fissaggio: i giunti adesivi dei pannelli vengono immediatamente fissati con viti autofilettanti ogni 50 mm. Anche i pannelli forati 5, 6, 7 e 8 sono fissati con viti. Il pannello incollato 3 serve ad aumentare la rigidità del pannello superiore. In tre angoli del corpo sono installati blocchi di legno di faggio, che aumentano leggermente l'area di connessione del pannello e distribuiscono i carichi di vibrazione nei punti di connessione del pannello. Dalle estremità e lungo la lunghezza, anche queste barre sono fissate con viti. I pannelli in compensato (spessore 20 mm) installati tra i woofer e il box MF-HF servono a ridurre le vibrazioni dei woofer e ridurre l'interferenza delle vibrazioni acustiche all'interno del cabinet. I pannelli 1 e 2 fungono da smorzatore aggiuntivo nella parte inferiore del case e come elemento di design esterno. In questi pannelli sono installati i tubi di un invertitore di fase, sintonizzato su una frequenza di 33 Hz. Sul pannello posteriore in basso nel foro 9 è presente una porta con morsetti di ingresso placcati in oro - "Input 1" e "Input 2". Il pannello frontale è rivestito in vera pelle nera opaca. Oltre alle qualità estetiche, la pelle che circonda il tweeter ha un effetto benefico sulla riduzione delle interferenze nella radiazione sonora a frequenze superiori a 2,5 kHz. Il corpo è rivestito con impiallacciatura di faggio spessa 3 mm con una trama del motivo accuratamente abbinata. L'impiallacciatura è colorata, ricoperta da sette strati di vernice semiopaca e lucidata a specchio (foto in Fig. 2). Quattro coni in acciaio di 12 mm di altezza e 10 mm di diametro sono installati nel pannello inferiore della custodia agli angoli, che fanno parte di una flangia di 70 mm di diametro e 6 mm di spessore.
Nel piano superiore della pedana sono presenti degli inserti rotondi in acciaio (Fig. 3), che fungono da supporto per i coni del corpo. A loro volta, sul piano inferiore della piattaforma sono incollati ammortizzatori in feltro duro naturale con un diametro di 70 e uno spessore di 8 mm. La piattaforma del supporto è progettata per ridurre al minimo le vibrazioni che vanno al pavimento, e quindi "sospendere" acusticamente il cabinet dell'altoparlante (dopo numerosi esperimenti, l'autore non ha trovato i reali vantaggi dei massicci supporti in lastre di pietra). Il supporto è realizzato con strati alternati di compensato e truciolare per uno spessore totale di 56 mm. Il progetto dopo l'applicazione del PVA è stato tenuto sotto pressione per quattro giorni. Le superfici esterne sono rivestite e rifinite allo stesso modo dei cabinet dei diffusori. Le superfici interne della scocca e dei pannelli forati sono riempite con colla vinilica, lo spessore totale dello strato essiccato è di circa 5 mm. Tale rivestimento, in primo luogo, elimina l'inevitabile interazione del compensato con l'umidità presente nell'aria e, di conseguenza, il possibile essiccamento dei pannelli. In secondo luogo, e non meno importante, uno strato di plastica da 5 mm funge da ulteriore strato di smorzamento delle vibrazioni. Le superfici libere del woofer box sono rivestite internamente con feltro naturale di media densità spessore 17 mm. Con esso viene incollato anche il pannello 8, ad eccezione dei fori e dello spazio tra i rinforzi 4. L'incollaggio viene eseguito in modo tale da formare negli angoli un raggio di circa 3 cm.Le superfici interne della scatola MF-HF sono anche incollati con lo stesso feltro. Va ricordato che il feltro naturale è il più efficace fonoassorbente nella banda 100...20000 Hz. Aderito al pannello sotto pressione, ha buone proprietà di smorzamento delle vibrazioni, che è particolarmente prezioso quando la scelta dello spessore dei pannelli è limitata. Uno dei motivi dell'uso estremamente raro del feltro negli altoparlanti è il suo costo elevato. Rotoli di ovatta di 80 mm di diametro e 160 mm di lunghezza sono incollati negli angoli verticali tra il pannello posteriore e quello laterale, sopra il feltro. Come i pannelli forati, anche i bolster introducono perdite acustiche alle basse frequenze. Insieme al feltro, i rulli riducono notevolmente l'effetto delle onde riflesse sulle superfici posteriori dei coni a bassa frequenza. Questo smorzamento acustico riduce significativamente l'irregolarità della risposta in frequenza nella gamma di frequenze più ampia ed estende la stabilità della riproduzione nella regione dei bassi più bassi. Le basse frequenze diventano più articolate e profonde. Il punto più importante può essere chiamato lo smorzamento acustico dell'emettitore midrange, il cui suono è determinato principalmente dalla valutazione soggettiva (e oggettiva in una camera ovattata) del suono dell'altoparlante nel suo insieme. Questo importante scopo è servito da pannelli distanziatori perforati, che dividono il volume totale in tre parti. La forma della scatola MF-HF uniforma ampiamente le risonanze riflesse residue sulla superficie posteriore della testata MF. I volumi dietro le testine dei medi e degli acuti sono riempiti con ovatta pettinata del peso di 70 g ciascuno. Tale smorzamento, unitamente al pannello di irradiazione acustica, ha permesso di eliminare praticamente le risonanze acustiche interne, riunendo la risposta in frequenza delle testine in cassa e in aria. Nel crossover degli altoparlanti (il circuito elettrico è mostrato in Fig. 4), vengono utilizzati filtri del primo ordine (attenuazione di 6 dB per ottava) per le bande medie e basse, che influiscono minimamente sulle caratteristiche di fase-frequenza degli altoparlanti e mantengono l'equilibrio tonale "senza soluzione di continuità" sulla frequenza di crossover 400 Hz. I circuiti RC degli elementi R1-R4, C1-C5 per i driver dei bassi e R9-R12, C11-C13 per i driver dei medi stabilizzano la loro impedenza di ingresso.
Per la testina H1149 è stato montato un filtro crossover di terzo ordine (attenuazione 18 dB per ottava), che protegge bene dai sovraccarichi e si abbina in modo ottimale con due testine midrange. Va notato qui che il tweeter si trova leggermente lontano dall'asse di installazione delle testine midrange, il che espande la zona dell'effetto stereo degli altoparlanti. Con questa disposizione delle testine, il filtro di terzo ordine è il più ottimale. Gli induttori sono avvolti su telai di plastica senza anime con filo PEL-1 1,2 (L1 e L2) e PEL-1 0,8 (L3). I telai delle bobine L1 e L2 hanno un'altezza di 28 e un diametro di 32 mm e contengono rispettivamente 260 e 90 spire. La bobina L3 è avvolta su un telaio con un diametro di 12 e un'altezza di 18 mm e contiene 210 spire. Le bobine sono avvolte con filo di volta in volta con isolamento tra gli strati. Gli strati sono impregnati di vernice poliuretanica. Tutti gli elementi dei filtri di separazione sono abbinati a coppie e differiscono dalle valutazioni di non più dello 0,5%. Gli elementi sono montati su pannelli di compensato e senza fili di collegamento. Su un pannello è assemblato un filtro passa-basso, sull'altro - filtri midrange e passa-alto. Le saldature sono state effettuate con lega stagno-argento, la resistenza di ogni saldatura è stata controllata e non ha superato 0,01 Ohm. Gli elementi filtranti sono fissati con adesivo epossidico riempito di plastica, le bobine sono fissate con viti M4 e anch'esse fissate con adesivo. Per escludere il verificarsi di processi di ossido nei punti di saldatura, tutti i giunti di montaggio sono riempiti con vernice al polipropilene. L'uscita della bobina L1, lasciata secondo lo schema, è saldata direttamente al terminale di ingresso dell'ingresso 1. Il collegamento delle testine con filtri di separazione è realizzato mediante coppie di fili argentati a doppio isolamento: interno - vetro fine tessuto in fibra, esterno - fluoroplastico. Il diametro di ciascun gruppo di trefoli è di 2,1 mm. I gruppi di resistori R5-R8 e R13-R16 sono separati allo stesso modo degli elementi dei filtri di gamma media e alta frequenza per evitare influenze reciproche. I collegamenti dei filtri MF e HF sono realizzati con fili intrecciati argentati. Il modello 100A-10 ha anche "Ingresso 2", quando collegato al quale il segnale passa attraverso un condensatore con una capacità di 880 microfarad. Serve come filtro di primo ordine che taglia le frequenze inferiori a 30 Hz. Il collegamento tramite "Input 2" protegge gli altoparlanti dall'ingresso di segnali di frequenza infra-bassa e tensione CC sulle testate dei bassi. Quando si ascoltano gli stessi brani musicali con gli altoparlanti collegati a ciascuno degli ingressi, non si notano differenze evidenti nella riproduzione dei bassi. L'ascolto soggettivo completo è stato effettuato con l'inserimento di composizioni classiche: jazz, opera, musica rock e pop, composizioni etno-orientali (ricche di molte percussioni e strumenti a pizzico). L'opinione generale degli ascoltatori è un suono leggero, dettagliato e profondo, non stancante anche con ascolti prolungati ad alta potenza. Separatamente, i diffusori 100A-10 sono stati testati come diffusori frontali in un sistema home theater. Nella maggior parte dei casi, non era necessario un subwoofer (meno di $ 2000). Il design acustico 100A-10 (in effetti, il corpo) è adatto per l'installazione di alcune testine dinamiche russe: 35GDN-1 -8 - come quelle a bassa frequenza, 20GDS-4-8 - come quelle a media frequenza. Pur mantenendo le buone caratteristiche di 35GDN-1-8 e 20GDS-4-8, si consiglia comunque di installare H1025SEAS o H883SEAS come radiatore RF, che può operare a 2700 Hz. Con un tale set di testine, sarà necessario aumentare il volume utile della scatola MF-HF a 3,5 dm3 e aumentare la quantità di cotone idrofilo del 20 ... 30%. Per correggere la riproduzione delle frequenze più basse occorre riselezionare la lunghezza dei tubi dell'invertitore di fase. Saranno necessarie modifiche anche nel blocco dei filtri di separazione. La cosa principale che dovrebbe essere preservata quando si sostituiscono i radiatori è la loro posizione l'una rispetto all'altra (alle stesse frequenze di crossover) e la rigidità del case con un grande decremento dell'attenuazione. Ciò consente di mostrare di cosa sono capaci testine relativamente economiche e se il CD che si sta ascoltando è di alta qualità. Letteratura
Autore: A. Demyanov, Mosca
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