Акустическая система для ламповых усилителей. (Часть 3-я)

Андрей Врублевский. (avrubl@mail. ru)

Прочитав название, опытные читатели могут подумать: " Ну вот! Сейчас нас снова будут агитировать за закрытый корпус! " А вот и не угадали! Сегодня речь пойдет о трансмиссионной линии. Почему именно о трансмиссионной линии? Не взирая на явную предрасположенность к закрытым корпусам, автору неоднократно приходилось использовать и другие типы акустического оформления. Чаще всего это были, разумеется, фазоинверторы. Далее всякой твари по паре - два рупора, два пассивных радиатора и две трансмиссионные линии. Последние запомнились больше всего. Это были две конструкции, хорошо известные среди самодельщиков во всем мире. Первая - это " Ариэль" (Ariel) разработки Линна Олсона (Linn Olson). Хорошо помню свое удивление при первом включении. Казалось просто невероятным, как два крошечных динамика (всего-то по 13 см! ) могут выдавать такой мощный масштабный бас. К сожалению, за все в жизни приходится платить. Два резонансных горба на АЧХ, обеспечивающие расширение диапазона вниз почти на октаву, приводят к тому, что бас отделяется от остальной звуковой картины и живет собственной жизнью. Как бы то ни было, впечатление от услышанного осталось на долгие годы. Вторая конструкция - это " Тор" (Tor) разработки Джо Д" Апполито (Joe D" Appolito), да-да, того самого. Автор конструкции приводит следующие данные. Рассматривались три возможных варианта использования двух 18 см головок в конфигурации... (кто догадается? ), ну, конечно же, Д" Апполито! Закрытый корпус, фазоинвертор и ТЛ. В закрытом корпусе оптимального объема (30 литров) частота среза получалась 65 Гц, далее спад 12 дБ/окт. Фазоинвертор объемом 40 литров и с частотой настройки 40 Гц показал частоту среза 45 Гц, далее спад 24 дБ/окт. Согласитесь, что ТЛ с частотой среза 44 Гц и спадом 12 дБ/окт выглядит на этом фоне явно предпочтительнее.

С этой системой произошел неожиданный казус. При первом включении баса... не оказалось вообще. Проверка фазировки, поиск ошибок в кроссовере ничего не дали. " Вот и доверяй авторитетам! " - первая мысль, пришедшая в голову. Оставалась слабая надежда - может быть, прогреется. И что бы вы думали? С каждым днем баса прибывало все больше и больше, и на пятый день его количество превысило все мыслимые и немыслимые размеры. К счастью, в последующие дни он пошел на убыль, и к концу недели его стало ровно столько, сколько нужно. Мораль - прогревайте динамические головки заранее!
Повторение зарекомендовавших себя конструкций уважаемых авторов является наиболее простым и безопасным способом получить готовый результат. Истинное же удовлетворение приносят только собственные разработки. Есть время разбрасывать камни, есть время собирать их. Пришло время разрабатывать трансмиссионную линию.
Перед тем, как приступить к работе, автор изучил немалое количество литературы, посетил большое количество сайтов в Интернете (не-е-ет, не тех, о которых вы подумали! ) и в результате пришел к некоторым выводам, которые вкратце попробует изложить.

А) Трансмиссионная линия используется для расширения вниз частотной характеристики системы, добавляя подъем в том месте, где у головки начинается спад. В отдельных случаях удается получить частоту среза системы на полоктавы ниже резонансной частоты головки, что является принципиально недостижимым для закрытого корпуса и фазоинвертора.

Б) Трансмиссионная линия - это резонансная система. Когда мы соединяем две резонансные системы (динамическую головку и ТЛ) вместе, мы получаем новую систему с ее собственными резонансными свойствами. Первый (и самый низкий) резонанс - это тот, который мы хотим получить. К сожалению, вместе с основным резонансом приходят и другие, более высокие паразитные резонансы, от которых мы не можем полностью избавиться. Наша задача - минимизировать их при помощи оптимальной геометрии корпуса, правильного расположения головки и оптимального заполнения демпфирующим материалом.

В) Многолетней практикой выработаны некоторые рекомендации, соблюдение которых позволяет в большинстве случаев получить неплохие результаты:
1) Вопреки сложившимся представлениям, для использования в ТЛ подходит практически любая динамическая головка. Лучшие результаты, как правило, получаются с высокодобротными головками.
2) В общем случае резонансная частота системы не равна резонансной частоте головки. Исключением являются головки со средней добротностью (0, 3-0, 4). Для головок с низкой добротностью (до 0, 25) резонансная частота системы должна быть выше резонансной частоты головки на 5-10 Гц. Для головок с высокой добротностью (выше 0, 5), соответственно, ниже на 5-10 Гц.
3) Важнейшими параметрами трансмиссионной линии являются ее длина и ее геометрия. Возможны три варианта формы линии: прямая, коническая и расширяющаяся. Длина прямой линии должна быть равна 1/4 длины волны желаемой резонансной частоты системы. Коническая линия должна иметь меньшую длину для той же частоты. По сравнению с прямой линией отдача конической линии несколько меньше, зато паразитные резонансы минимальны. Расширяющаяся линия будет самой длинной для той же частоты. Отдача ее максимальна, при этом вся АЧХ изрезана паразитными резонансами. Выбирай, но осторожно!
4) Минимальная площадь сечения прямой линии равняется площади диффузора используемой динамической головки. Для конической линии площадь сечения на выходе должна быть равна площади диффузора головки, на входе - в 1, 5-2 раза больше оной. Для расширяющейся линии все с точностью до наоборот.
5) Размещение головки на одной третьей высоты линии устраняет половину нежелательных резонансов. Плата за это - небольшое снижение отдачи.
6) Количество демпфирующего материала не должно быть слишком большим, чтобы не снизить отдачу линии. Как правило, оно должно уменьшаться по мере приближения к выходу.
Как вы видите, невозможно получить одновременно все максимальные характеристики системы. Улучшая одно, мы неизбежно ухудшаем другое. Поэтому любой проект - это всегда компромисс.

С помощью таких вот нехитрых правил и создавалась данная система. Возможно, в наш компьютерный век, кому-то такой подход покажется слишком незатейливым. Не судите строго. Автор играет на роя..., извините, разрабатывает акустические системы как умеет.
Вот так, с шутками-прибаутками, мы подошли собственно к конструкции.
Чертеж корпуса приводится на рис. 1. Корпус изготовлен из МДФ толщиной 18 мм, передняя панель толщиной 25 мм. Внутри он имеет две распорки диаметром 25 мм для повышения жесткости. Все внутренние поверхности, кроме передней, оклеены гидростеклоизолом. Спасибо Сергею Давидовичу Батю, подсказавшему в свое время этот прекрасный способ борьбы с вибрациями.
В системе использованы динамические головки фирмы SEAS: низко-среднечастотные H1217 и высокочастотные H1149. Они крепятся к передней панели без прокладок, это повышает жесткость соединения. Если есть возможность, желательно утопить фланцы, это снижает ранние отражения и улучшает виртуальную сцену.
На каждый корпус берется два стандартных пакета демпфирующего материала (каждый пакет рассчитан на 20 литров). Материал распределяется следующим образом: в первой трети линии (начиная со стороны головок) один пакет, во второй - две трети пакета, в третьей - оставшаяся треть.

Рис. 1

Схема разделительного фильтра приведена на рис. 2. Как можно заметить, фильтр достаточно минималистский. На НЧ использован первый порядок, на ВЧ второй порядок. В результате получился акустический третий порядок. Головки включены в фазе.
В процессе работы пробовался и второй вариант фильтра. Он еще проще первого. Его схема приводится на рис. 3. Автор ранее уже упоминал о своей нелюбви к фильтрам первого порядка на ВЧ. Однако, не исключено, что этот вариант кому-то понравится больше (не рекомендуется при использовании АС с транзисторными усилителями).
Традиционно используются двойные терминалы для раздельного подключения полос (Bi-Wiring). Это позволяет при настройке системы расположить разделительные фильтры снаружи. Если вы не собираетесь пользоваться этим видом подключения, можете поставить обычные разъемы.

Внутренняя разводка выполнена кабелем " Sound Technology". Для своей стоимости это вполне неплохой кабель с достаточно нейтральным звучанием. Разумеется, в зависимости от ваших предпочтений, вы можете использовать любой другой акустический кабель.
Все катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы фирмы Mundorf. В последние годы применение деталей этой фирмы стало практически стандартом для большинства производителей акустики.
Если вы верите в направленность проводов и элементов, предлагаю отслушать все возможные варианты и выбрать, на ваш взгляд (или скорее слух? ) лучший. Если не верите, лично я вам завидую. Сэкономите массу времени.
Все комплектующие приобретались в фирме " Аркада". Вот уже много лет она радует самодельщиков широким выбором динамических головок, всевозможных компонентов для разделительных фильтров и прочих необходимых мелочей, без которых не обойтись при конструировании акустических систем.

Напоследок хотелось бы немного коснуться одной, на мой взгляд, весьма животрепещущей проблемы. Большинство разработчиков искренне верит, что чем ровнее АЧХ, тем лучше АС. Между тем, это далеко не так. По опыту автора ровная АЧХ не является ни необходимым, ни достаточным условием хорошего звучания. А все потому, что " ровно по измерениям" и " ровно на слух" суть вещи разные.
Яркий пример - фирма ProAc. Возьмем хотя бы легендарные Response 2. 5 с их подъемом 6 дБ на 55 Гц и 4, 5 дБ на 5 кГц. " ФИ-И-И! " - скажут ортодоксальные инженеры. Между тем (я надеюсь, это не только мое мнение) это одни из самых наиболее выразительно звучащих акустических систем, когда бы то ни было выпускавшихся. Похоже, главный разработчик фирмы Стюарт Тэйлор " жизнь учил не по учебникам".
Поймите меня правильно - конечно же, без знания теории и шагу не ступишь. Но даже самая навороченная компьютерная программа способна дать только некую точку отсчета, причем достаточно грубую. Дальнейшая работа - больше искусство, чем наука. Вот почему у любителей (как бы это помягче выразиться... ) интеллектуальной компьютерной мастурбации, не державших в руках ни отвертки, ни паяльника, нет ни малейших шансов на успех. Звиняйте, ежели кого ненароком обидел.
Бывший разработчик фирмы KEF Раймонд Кук некогда говаривал: " Мы два года тратим, чтобы достигнуть высоких технических параметров, а потом четыре года ухудшаем их, чтобы получить хороший звук".
Насколько известно автору, в России этой проблемой серьезно занимается только Александр (Доктор) Клячин.
Однако, вернемся к нашим бар..., то есть акустическим системам. Корпуса собраны, головки прикручены, фильтры распаяны. Что дальше? Конечно же, самое главное, то, ради чего, собственно, все и затеивалось - прослушивание.
При прослушивании к данным системам подключались как ламповые, так и транзисторные усилители. Со стареньким ламповым " Nostalgia" от " Авант электрик" (может быть, кто-нибудь вспомнит, была когда-то в Питере такая фирма) звучание получилось теплое, бас мягкий, комфортный, серединка чуть отодвинута назад, верх слегка приглушенный. Транзисторный усилитель " AM 2100" от модной нынче фирмы " Бурцев аудио" поменял все радикально. Бас собрался, стал заметно более упругим, серединка выдвинулась немного вперед, верх стал заметно прозрачнее, появился " воздух", вместе с ним детали, которых раньше не было слышно. Вместе с тем комфорта стало меньше, стали слышны недостатки записей, на которые раньше как-то не обращали внимания.
Так какой же усилитель, ламповый или транзисторный, больше подходит для данных систем? Чтобы окончательно разобраться в данном вопросе, автор пригласил на прослушивание нескольких знакомых меломанов. Среди них были как фанатики ламп, так и убежденные сторонники " камней". Все принесли свои любимые диски, один товарищ принес свой любимый акустический кабель.
Прослушивание продолжалось четыре часа. Мнения разделились. Владельцы ламповых усилителей отдали предпочтение лампам. Любители транзисторного звука с ними не согласились. Слово за слово, акустическим кабелем по столу... Спешу успокоить читателей - до драки не дошло. Хороший коньяк окончательно примирил соперников. Кстати, интересное наблюдение - после каждого следующего тоста аппаратура звучит все лучше и лучше. Не замечали? Попробуйте! Только осторожно, Минздрав предупреждает...

Андрей Врублевский, Санкт-Петербург, 2009.