Модернизация акустической системы 35АС-012 (S-90)


Схема колонок 35АС-012 или S-90, их модернизация для улучшения качественных характеристик звука. Распространённые в 80-90-е годы акустические системы S-90 и их аналоги были желанными для многих любителей высококачественного звуковоспроизведения.

Широкое распространение в последние годы цифровых технологий высококачественной записи звука привело к пересмотру требований к остальным узлам тракта звуковоспроизведения.

В предлагаемой статье автор поделился результатами модернизации АС, показывая, что и со старыми (доработанными) головками можно улучшить её качество.

Первой отечественной АС, отвечающей требованиям на аппаратуру Hi-Fi (начальные буквы английских слов high fidelity - высокое качество, высокая верность воспроизведения звука), стала трёхполосная акустическая система 35АС-012 (серия S-90) фазоинверсного типа, в которой использованы электродинамические головки 30ГД-1, 15ГД-11, 10ГД-35.

На базе этой модели созданы акустические системы 35АС-016(сфазоинвер-тором), 35АС-018 (с фазоинвертором), 35АС-008 (в закрытом корпусе), 35АС-015 (с пассивным излучателем). Все они имеют близкие параметры и отличаются внешним видом [1].

Учитывая, что на нынешнем рынке представлен довольно широкий спектр дорогостоящей современной акустической аппаратуры, но не всегда качественной, рассмотрим варианты улучшения акустической системы 35АС-012, выпущенной в 1985 г. Рижским радиозаводом им. А. С. Попова и укомплектованной новыми на то время головками НЧ - ЗОГД-2 и СЧ - 15ГД-11А.

На протяжении десяти лет эта ас эксплуатировалась со стереоусилителем мощностью 2x10 Вт, а затем бережно хранилась до недавнего времени, когда и была модернизирована.

Принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема и расположение деталей на плате фильтров, приведённые в описании АС, показаны на рис. 1 и 2 соответственно (элемент С3 исключён). Конденсаторы С1, С2, С4-С7 - МБГО-2, С9, С8 - К73-11. Элементы фильтра смонтированы на плате размерами 210x160 мм из фанеры толщиной 12 мм.

Катушки индуктивности L1-L4 установлены на плате в положении, при котором их магнитная связь может существенно повлиять на качество звуковоспроизведения. Сам фильтр закреплён на задней стенке внутри корпуса АС позади головки НЧ. Отмеченные префиксом 1 элементы схемы размещены вне платы кроссовера.

Принципиальная электрическая схема колонок 35АС-012 (радиотехника S-90)

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема колонок 35АС-012 (радиотехника S-90).

Расположение деталей на плате фильтров колонок 35АС-012 (радиотехника S-90)

Рис. 2. Расположение деталей на плате фильтров колонок 35АС-012 (радиотехника S-90).

Доработка корпуса

Сначала аккуратно извлекают защитные решётки головок и сами головки, фильтр и остальные элементы, которые ограничивают доступ к внутренним поверхностям стенок корпуса. Проводя улучшение герметизации корпуса, промазывают изнутри силиконовым герметиком стыки стенок и посадочные места под головки НЧ и СЧ.

При необходимости и с наружной стороны корпуса заполняют герметиком щели между стенками, предварительно очистив их от пыли, грязи и клея. Герметик используют под цвет корпуса или прозрачный.

Чтобы не испачкать герметиком шпоновую отделку корпуса, её закрывают вокруг щелей бумажной липкой лентой и удаляют лишний герметик.

После его отвердевания острым ножом проделывают неглубокий прорез вдоль кромок ленты, в местах его сопряжения с герметизирующим составом, и удаляют ленту. Для этой процедуры удобно использовать металлическую линейку.

Многие радиолюбители, дорабатывавшие АС промышленного производства, для борьбы с вибрацией панелей увеличивали их жёсткость путём введения дополнительных рёбер жёсткости (планок), распорок. Для подавления вибраций внутренние стенки покрывали звукопоглотителем.

Однако простое увеличение жёсткости стенок или утолщение панелей лишь повышает их резонансные частоты и меняет характер распределения вибраций и излучения, поэтому вместе с такими доработками (или вместо них) целесообразно применять материалы, обладающие повышенными внутренними потерями и достаточно высокой упругостью.

Материалы, называемые вибродемпфирующими, можно нанести на обычные панели. Такие материалы понижают амплитуду вибраций, поэтому представляется возможным достигнуть приемлемых результатов при толщине панелей в 1,5...2 раза меньше необходимой [2].

Поэтому на внутренние поверхности стенок корпусов рекомендуется нанести самоклеющийся вибропласт толщиной 1,5.2 мм (применяется для снижения вибраций кузовных деталей автомобилей).

Звукопоглощающее покрытие увеличивает звукопоглощение колебаний низких частот до 500.1000 Гц. Степень звукопоглощения пропорциональна площади поверхности покрытия. Если крепить его на стенках корпуса не вплотную, а на расстоянии 20.50 мм, звукопоглощение на частотах ниже 500 Гц увеличивается [2].

Изготовитель 35АС-012 разместил в корпусах АС маты с минеральной ватой в достаточном количестве на некотором расстоянии от стенок и дополнительно покрывать стенки звукопоглотителем в данной модели АС, видимо, нет необходимости.

Чтобы сохранить устойчивость корпуса АС и при этом избежать передачи вибраций от корпуса к полу, пластмассовые опоры можно заменить резиновыми по форме усечённого конуса с диаметром основания 28 и высотой 15 мм.

Возможен и иной вариант - использование в качестве опор конусных шипов. Это предотвращает распространение нежелательных вибраций, но возникает проблема царапин и необходимость укладки под шипы, например, пятачков, каменной плиты или иной подставки, которая полезна для лучшей передачи звуковой картины: высокочастотные излучатели АС должны находиться на высоте головы слушателей.

Доработка головки СЧ

Самым слабым звеном в этой АС, по мнению многих критиков, являетсяголовка СЧ. Её частотная характеристика имеет резкий спад выше 4,5 кГц, а механическая добротность весьма высока - 11,8.

Для расширения полосы, существенно влияющей на прозрачность звучания в области СЧ, можно использовать следующую методику.

С помощью растворителя 646 или 647 отмачивают и извлекают пылезащитный колпачок, открывая тем самым доступ к звуковой катушке. В её верхнюю часть вклеивают с помощью клея "Момент" пылезащитный колпачок с рупором, предназначенный для головки 10ГД-36, со срезанной до 7 мм стенкой (рис. 3,а). Снижение добротности головки достигается акустическим демпфированием.

Для наибольшей эффективности подавления основного резонанса подвижной системы головки демпфирующую ткань располагают в отверстиях диффузородержателя. С этой целью из плотного картона толщиной примерно 2 мм вырезают восемь одинаковых элементов (рис. 3,б). Общая площадь отверстий для головки 15ГД-11А должна составлять 22...28 см2 [3].

Одну сторону каждого элемента смазывают клеем "Момент". Через 5 мин наклеивают их на хлопчатобумажную ткань, натянутую в пяльцах для вышивания. Через 30 мин ткань обрезают по краю элементов. Полученные элементы панели акустического сопротивления (ПАС) слегка изгибают и наклеивают на окна диффузородержателя (рис. 3,в).

Места склейки дополнительно промазывают клеем. Важно, чтобы ткань в отверстиях элементов была натянута, в противном случае эффекта от применения ПАС не будет. После такой доработки головки существенно расширена её полоса частот, улучшены линейность и, самое главное, качество звучания АС в целом.

Крепление головки 10ГД-36

Рис. 3. Крепление головки 10ГД-36.

Проверка и восстановление других головок АС

После доработки головок СЧ следует проверить состояние других головок. Снятые головки НЧ и ВЧ осматривают на предмет целостности конструкции, особенно в местах склеивания, отсутствия механических повреждений деталей, цельности подвесов головки НЧ.

Он может быть резиновым или полиуретановым (в 35АС-018). Подвес, изготовленный из не очень качественной резины, со временем затвердевает. Полиуретан разрушается соединениями серы, содержащимися в воздухе.

Подвесы, имеющие признаки деградации, необходимо заменить. Альтернативным решением для резинового подвеса, не имеющего повреждений, может быть его пропитывание кондиционером для приводных ремней, продаваемым в автомагазинах. Замена подвесов весьма трудоёмкая работа, требующая знаний и навыков.

Места отслаивания центрирующей шайбы или подвеса от диффузородержателя смазывают клеем "88", после чего склеиваемые поверхности прижимают. Необходимо также убедиться в отсутствии касания звуковой катушки элементов магнитной системы.

Восстановление внешнего вида диффузора выполняют простым окрашиванием его чёрным маркером, заправленным спиртовыми чернилами (на нём написано: "alkohol"). Некоторые "доработчики" используют принтерную краску.

Это неправильное решение, поскольку она быстро выгорает и смывается обыкновенной водой. У головки ВЧ снимают акустическую линзу для освобождения куполообразного диффузора со звуковой катушкой. Аккуратно извлекают его и убеждаются в целостности звуковой катушки.

Очень часто её витки отделяются от каркаса в процессе эксплуатации. При обнаружении указанного дефекта диффузор со звуковой катушкой заменяют новым.

Для профилактики звуковую катушку промазывают клеем БФ-2, немного разведённым этиловым спиртом. Целесообразно провести испытание головок с измерением АЧХ звукового давления. Головки, не поддающиеся ремонту, заменяют новыми аналогичными.

Крепление динамических головок

Ещё один эффективный способ уменьшения вибраций, следовательно, и нежелательных призвуков, - мягкое крепление головок [2]. Их монтируют на резиновые прокладки. Необходимо, чтобы крепящие элементы не соприкасались с диффузородержателем.

Для этого подбирают трубку необходимого диаметра, например полихлорвиниловую, с плотным прилеганием к стенкам монтажных отверстий головки, обеспечивая при этом свободное вхождение шурупов.

При необходимости отверстия рассверливают до нужных размеров. Под сетки с декоративными ободками также подкладывают резиновые шайбы в местах отверстий.

Следует заметить, что головки НЧ и СЧ монтируют в углубления. Поэтому необходимо в четырёх местах вокруг каждой головки подложить прокладки из резины, вырезанные, например, из велосипедной камеры, для предотвращения касания к корпусу боковых частей диффузородержателей.

Облицовочные и декоративные элементы также оказывают влияние на качество звучания АС. Решётки и жалюзи могут иногда вызывать резонансные явления и в частотной характеристике громкоговорителя появятся дополнительные пики и провалы. Лицевую часть головки 10ГД-35 вокруг акустической линзы следует оклеить фетром или плотной тканью.

Это обеспечит как мягкое её крепление, минимизацию дифракции и ослабит резонансные явления между головкой и решёткой. Акустическая система 35АС-1 (первая из серии 35АС) имеет съёмные декоративные панели.

В технической документации указанной АС рекомендовано снимать их при прослушивании высококачественных программ, при работе на предельно допустимой мощности. На рис. 4 и 5 представлены графики АЧХ звукового давления головок 15ГД-11А и 10ГД-35 в открытом исполнении (кривая белого цвета) и закрытых декоративными сетками (кривая зелёного цвета), предусмотренными конструкцией АС 35АС-012. Существенных различий не наблюдается, поэтому снимать защитные декоративные сетки нет особой необходимости.

График для 10ГД-35

Рис. 4. График для 10ГД-35.

График для 15ГД-11А

Рис. 5. График для 15ГД-11А.

Доработка кроссовера

Принципиальная электрическая схема кроссовера показана на рис. 6. Разделительные фильтры кроссовера необходимо доработать. В кроссоверах важную рольиграет их конструкция, а также выбор качественных элементов узла - конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности, взаимное расположение которых влияет на характеристики АС.

Катушки индуктивности являются одним из важнейших компонентов пассивных разделительных фильтров [1]. Их рекомендуется располагать взаимно перпендикулярно; только такое расположение позволяет свести к минимуму их влияние друг на друга.

Не рекомендуется размещать катушки между собой ближе 100 мм. Поэтому простейший способ доработки фильтра 35АС-012 (рис. 1) - установка катушек L1 и L3 по осям перпендикулярно относительно друг друга и основания, если оно из металла. Для этого используют пластмассовые уголки, вырезанные из корпусов старой аппаратуры или коробок.

Следует обратить особое внимание на материал платы, на которой размещены фильтры; она должна быть из диэлектрика! В некоторых АС (35АС-1, 35АС-212 - предшественников 35АС-012) монтаж деталей фильтра выполнен на стальной пластине, негативно влияющей на катушки индуктивности и, естественно, на качество звука.

Не менее важными элементами разделительного фильтра являются конденсаторы. Их объективные характеристики зависят от конструкции и материала корпуса, обкладок, от качества изготовления и типа диэлектрика, самым подходящим из них является полипропилен, обладающий высокой стабильностью, малыми диэлектрическими потерями и абсорбцией.

Масляно-бумажные конденсаторы (используемые при необходимости большой ёмкости) по тангенсу угла потерь и особенно по диэлектрической абсорбции заметно проигрывают плёночным конденсаторам.

Поэтому первые из них уместны в цепи ФНЧ для головки НЧ, а плёночные - в цепях ФвЧ кроссоверов для головок Сч и ВЧ. Полиэтилентерефталататовые конденсаторы К73-16, показавшие отличные результаты как при объективных измерениях, так и при субъективной экспертизе, рекомендованы в качестве недорогой альтернативы специализированным конденсаторам [4].

Не стоит искать конденсаторы с расчётной ёмкостью, проще применять параллельное включение конденсаторов меньшей ёмкости. Такой подход позволяет не только использовать недефицитные изделия, но и существенно снизить паразитные параметры эквивалентной ёмкости, значительно расширив номенклатуру пригодных типов конденсаторов.

Высокочастотную головку 10ГД-35 нужно шунтировать режекторным LC-фильтром, настроенным на частоту её основного резонанса - 3 кГц.

Он представляет собой высокодобротный последовательный контур, расчётная ёмкость контура - 6,6 мкФ (МБГО и МБМ с допустимым отклонением от номинального значения ±10 %), а индуктивность - 0,43 мГн, катушка которой содержит 150 витков провода ПЭВ-1 0,8, намотанного на каркасе диаметром 22 и длиной 22 мм с диаметром щёчек 44 мм [5].

Принципиальная электрическая схема кроссовера

Рис. 6. Принципиальная электрическая схема кроссовера.

Использование для указанных целей элементов фильтра от АС 10АС-401 существенно снизит затраты и трудоёмкость работ. Численное произведение ёмкости конденсатора в микрофарадах на индуктивность дросселя в миллигенри должно быть равно 2,82. Если 2,82/6,6 = 0,43 мГн, то для контура с индуктивностью 0,5 мГн легко вычислить ёмкость конденсатора: 2,82/0,5 = 5,6 мкФ. Таким образом, нужно лишь подобрать конденсаторы до необходимой ёмкости - 5,6 мкФ. Другой вариант доработки - отматывание витков с катушки индуктивности 0,5 мГн до необходимых 0,43 мГн.

При этом удобно воспользоваться RLC-метром. На место резистора на плате фильтра от АС 10АС-401 (были извлечены за ненадобностью) устанавливают конденсатор ёмкостью 2 мкФ, а на его место крепят конденсатор МГБО ёмкостью 4 мкФ (рис. 7).

К выводам конденсаторов подпаивают конденсаторы МБМ для набора необходимой ёмкости - 6,6 мкФ. В результате описанной доработки избавляются от призвуков, дребезга и характерного "сипения" головки 10ГД-35.

Крепление конденсаторов кроссовера

Рис. 7. Крепление конденсаторов кроссовера.

Проволочные резисторы ПЭВ-10, применённые в новом кроссовере, следует закреплять с помощью клея, пластмассовых или деревянных клиньев.

В конструкции можно использовать и безындукционные резисторы, например С5-16В. В фильтрах применены конденсаторы с максимальным рабочем напряжением не менее 160 В: К73-11 (C1, С10, С11); К73-16 (С2-С4); МБГО-2 (С5- С9); параллельно включённые МБГО-2 и МБМ (С12).

Монтаж фильтров выполнен одножильным медным проводом и проводом МГШВ (гибкий многопроволочный), токопроводящие жилы - из лужёной медной проволоки сечением 1 мм2 (для низкочастотного звена) и 0,5 мм2 (только в фильтре звена СЧ-ВЧ). Все элементы кроссовера размещают на фанерной плате фильтров 35АС-012 (рис. 8).

Особое внимание следует уделить взаимному расположению катушек индуктивности. Детали должны быть жёстко закреплены. Соединения выполняют короткими проводами, не допуская их провисания.

Элементы фильтров не должны соприкасаться. При необходимости для фиксации плотного монтажа используют герметик. Кроссовер крепят к нижней стенке внутри корпуса.

Размещение элементов кроссовера

Рис. 8. Размещение элементов кроссовера.

О кабелях и внутренней проводке в АС

Кабели, соединяющие колонки АС и усилитель, вносят определённый вклад в звучание системы. Провода кабеля образуют ёмкость, которая может влиять на устойчивость УМЗЧ с общей ООС.

Провода кабеля обладают определённым активным сопротивлением и проявляют скин-эффект, что сказывается не только на чувствительности АС, но и влияет на взаимосвязь между полосовыми динамическими головками.

Чтобы полностью исключить влияние кабеля на качество воспроизведения, площадь сечения проводов должна быть как можно больше, а длина - как можно меньше, но для обеих колонок АС кабели должны быть одинаковыми.

Решением этой проблемы является раздельное соединение фильтров СЧ-ВЧ и НЧ кроссовера с усилителем по физически разделённым проводам (кабелям), для чего в колонках АС устанавливают дополнительные пары гнёзд (винтовых зажимов), к которым подключают вход фильтров для головок СЧ и ВЧ.

Таким образом, вход фильтра головки НЧ оказывается подключённым к отдельной паре входных зажимов. Подключение усилителя двумя парами проводов к одной колонке называют "би-вайринг" (bi-wiring).

Применение двух- и трёхпарных акустических кабелей позволяет заметно снизить требования к сечению проводников без увеличения взаимного влияния громкоговорителей.

Такую АС с двойным комплектом клемм можно подключать и к раздельным усилителям, что будет уже называться "би-ампинг" (bi-amping), т. е. по два усилителя на канал. Это позволяет избавиться ещё и от электрической взаимосвязи секций излучателей. В качестве винтовых зажимов можно применить приборные резьбовые клеммы.

Материал шпильки - латунь, резьба - М6х0,5, гайки-барашки облиты пластиком АВС.

Реальный звуковой сигнал носит квазишумовой широкополосный характер, и на высоких частотах звукового диапазона уже может проявляться скин-эффект - эффект вытеснения тока к поверхности проводника, что приводит к возрастанию сопротивления соединительных кабелей.

Чтобы оставить сопротивление проводников неизменным во всей полосе звуковых частот, следует выбирать кабели с многожильными проводами с изолированными жилами (литцендратом) диаметром не более 0,16 мм [6]. Внутренний монтаж АС 35АС-012 выполнен медным лужёным многожильным проводом в ПВХ изоляции сечением до 1 мм2.

При подборе монтажного провода необходимо также учитывать принцип подключения АС через две пары клемм, что, естественно, распределяет мощность между каналами НЧ и СЧ-ВЧ. На частоте разделения 500 Гц для канала НЧ - 56 % от общей мощности, а для СЧ-ВЧ - 44 % [7].

Для подключения ВЧ головки можно использовать литцендрат, смотанный с катушек индуктивности старых мониторов. Следует отметить, что в домашних акустических системах влияние проводов на качество звука может быть весьма малым по сравнению с другими факторами: акустическими свойствами помещения, правильностью размещения АС.

Описанная методика доработки АС 35АС-012 полезна для переделки и других моделей, а также изготовления акустических систем своими руками.

В. Мрченко, г. Умань Черкасской обл., Украина. Р-08-2014.

Литература:

  1. Алдошина И. А. Высококачественные акустические системы и излучатели. - М.: Радио и связь, 1985.
  2. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение. - М.: Энергия, 1976, с. 64-66.
  3. Маслов А. Ещё раз о переделке громкоговорителя 35АС-212 (S-90). - Радио, 1985, № 1, с. 59.
  4. Горшенин Д. Сравнение конденсаторов в кроссовере АС. - Радио, 2009, № 8- 10.
  5. Кунафин Р. И снова 35АС... - Радио, 1995, №5, с. 19, 20.
  6. Барнс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами. - М.: Мир, 1990.
  7. Сапожков М. А. Акустика: справочник. - М.: Радио и связь, 1989.

2 3221 Ремонт и модернизация
S90 акустическая система модернизация ремонт звук аудио колонка
Оставить комментарий:

cashback