RadiobookA

радиолюбительский портал

 
Главная » Электроаккустика, ЦМУ, ЭМИ » Новое в электроакустике — забытое старое


Топ 10!

Календарь обновлений

«    Ноябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930 

Случайная публикация

  • Импортные микросхемы серии LA...
    Мануалы в формате PDF.
  • Шарманка Zorro на 6П3С...
    Схема радиошарманки "Zorro" на 4-х лампах 6П3С.
  • Rudis - бесплатная программа для создания фальш-панелей...
    Причем довольно красивая. Только для её применения нужен струйный (или лазерный) цветной принтер.
  • Преобразователи частоты на двух транзисторах...
    Преобразователи частоты на двух транзисторах просты в налаживании, работают устойчиво и поэтому часто используются в любительских приемниках.
  • Шаблон для формовки выводов...
    Прежде чем припаивать детали к шпилькам монтажной платы, их выводы формуют — изгибают под нужным углом. Делают это с помощью плоскогубцев, но лучше для этих целей использовать специальный шаблон. Его
  • День радио...
    День радио — это праздник социалистической науки и культуры, смотр наших достижений в развитии радиовещания, телевидения и радиофикации, радиотехники и радиолюбительства. В этот день советский народ
  • Авометр...
    Описываемым здесь авометром, входящим в лабораторию радиолюбителя, можно измерять постоянный ток до 500 ма (пределы измерений: 1, 10, 100 и 500 ма), постоянные напряжения до 500 в (1, 10, 100 и 500

 

Электроаккустика, ЦМУ, ЭМИ

 
 

Новое в электроакустике — забытое старое

 
 
 

Нередко на страницах зарубежных радиолюбительских журналов появляются сенсационные сообщения о том, что тот или иной прибор, приемник или акустический агрегат представляет собой последнее достижен...





Нередко на страницах зарубежных радиолюбительских журналов появляются сенсационные сообщения о том, что тот или иной прибор, приемник или акустический агрегат представляет собой последнее достижение современной техники. При более внимательном знакомстве с подобными «новейшими достижениями», как правило, оказывается, что рекламируемая новинка представляет собой всего лишь модернизированный вариант давно известного устройства или способа. В качестве примера расскажем о стереофонических установках с тремя колонками и усилителях с выраженным «эффектом присутствия».


Две или три акустические колонки? Среди наиболее дорогостоящих стереофонических установок в последние годы появились такие, которые вместо двух акустических колонок имели три. К достоинствам установок «нового» типа относят лучшее воспроизведение самых низких частот, более чистое и «прозрачное» разделение каналов между собой и меньший уровень перекрестных искажений между низкими, средними и высокими частотами. В одном из американских радиожурналов раскрыта «тайна» новейших установок и рассказано об основных достоинствах и недостатках стереофонических систем с тремя колонками.


Самое интересное состоит в том, что стереофонические установки с тремя колонками впервые появились на заре стереофонии, т. е. в 50-х годах. Уже тогда было известно, что стереофонический эффект проявляется главным образом на средних и высших частотах. Низшие частоты (ниже 1000 Гц) влияют на стереофоническое воспроизведение значительно меньше, хотя обертоны этих частот, т. е. их гармоники, лежащие в полосе средних и высших частот, играют определенную роль в формировании стереоэффекта. Поэтому-то создатели первых стереофонических установок сочли целесообразным воспроизводить низшие частоты сигнала одним низкочастотным громкоговорителем, а средние и высшие частоты разделять на два канала и воспроизводить двумя разнесенными среднечастотными громкоговорителями. По тем временам такое решение было наиболее простым и дешевым, так как широкополосные динамические головки, охватывающие всю полосу воспроизводимых частот, еще были редкостью, а применение двух разнесенных колонок с двумя головками (низкочастотной и высокочастотной) считалось дорогим удовольствием.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


В дальнейшем, по мере совершенствования динамических головок и усилителей системы с тремя колонками стали вытесняться более компактными и удобными в обращении системами с двумя колонками. Главным неудобством при эксплуатации первых систем считалось обилие соединительных проводников, в которых часто путались неопытные потребители и радиолюбители.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


В результате путаницы искажался стереоэффект, выходили из строя транзисторные усилители и т. д. По этим причинам подавляющее число современных транзисторных стереофонических установок имеет по две колонки. Известны также квадрофонические установки, где используются четыре колонки, но пока квадрофония применяется весьма ограниченно. Поэтому останавливаться на квадрофонии мы не будем, а рас смотрим причины, по которым вновь становятся модными стереофонические системы с тремя колонками. Оказывается, причин для это го несколько, и все они важны с точки зрения дальнейшего улучшения качества воспроизведения звука.


Серьезным недостатком электрофонов и радиол является прослушивание через громкоговорители характерного моторного шума (так называемой вибрации), вызываемого работой двигателя и биением передаточного механизма. Вибрация проявляется главным об разом на самых низших частотах (до сотен герц), и борьба с ней очень затруднена. Приходится применять массивные (по несколько килограммов) диски, с высокой точностью изготовлять двигатели, элементы передаточного механизма и т. д. Все эти мероприятия значительно удорожают аппаратуру, хотя и не всегда дают желаемый результат. Теоретически стереофонические электрофоны и радиолы могут обеспечить подавление вибрационных шумов, так как они создают в различных каналах звукоснимателей равные по напряжению и противоположные по фазе колебания, которые могут скомпенсировать друг друга. Но для этого нужно очень точно отрегулировать оба канала, акустические колонки и разместить слушателя в определенной точке перед акустическими колонками. Но сделать это в бытовых условиях практически невозможно. Другое дело — системы с общим низкочастотным каналом. Здесь низкочастотные колебания обоих каналов, выделенные звукоснимателем, суммируются и далее усиливаются, а также воспроизводятся в одном канале. Поэтому взаимное подавление вибрационных шумов каждого звукоснимателя происходит уже в самом низкочастотном тракте. Это — первое существенное преимущество стереофонических систем с тремя колонками перед установками с двумя колонками.


Второе преимущество заключается в том, что для хорошего воспроизведения низших и высших частот необходимо соблюдать противоречащие друг другу условия. Так, если низшие частоты лучше воспроизводятся тогда, когда колонка стоит на полу, то средние и высшие частоты при таком расположении колонок, отражаясь от гладкого пола, сильно искажаются. Поэтому среднечастотные и высокочастотные громкоговорители следует размещать высоко.


В-третьих, внешнее оформление низкочастотных и высокочастотных динамических головок должно быть различным. Низкочастотная головка, как правило, имеет большие размеры, и ее лучше всего разместить в большой колонке прямоугольной формы. В то же время для подавления интерференционных явлений на средних и высших частотах необходимо придавать корпусу колонки более округлые формы.


В-четвертых, разнесенные в пространстве громкоговорители позволяют существенно уменьшить их взаимное влияние (особенно низкочастотных на высокочастотные). Осуществить это разделение внутри корпуса одной колонки очень трудно.


Правда, некоторая громоздкость системы с тремя колонками несколько усложняет размещение их в бытовых условиях, но зато перечисленные выше преимущества позволяют получить более глубокий стереоэффект, чем при использовании систем с двумя колонками. Однако проявляются эти преимущества лишь при соблюдении ряда обязательных требований, о которых следует сказать особо.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


Главное условие высококачественной работы электроакустической системы с тремя колонками заключается в правильном выборе частоты разделения низкочастотного и высокочастотных каналов. Согласно теории Длина волны на частоте разделения каналов должна быть близка к расстоянию между двумя разнесенными друг от друга высокочастотными колонками правого и левого каналов. Считается, что при среднем расстоянии между колонками около 2,5 м оптимальная разделительная частота равна 140 Гц, но это справедливо только при использовании разделительных фильтров с идеальной, т. е. вертикальной, крутизной спадов их характеристик. Хотя в настоящее время известны способы построения таких фильтров, их применение в акустических системах практически исключено из-за больших фазовых искажений сигнала. Фактически находят применение более простые фильтры, обеспечивающие крутизну скатов 6, 12 и 18 дБ октава. При использовании таких фильтров для эффективного подавления в низкочастотном канале составляющих сигнала с частотой 200 Гц и выше частота разделения каналов должна составлять 60 Гц для первого фильтра, 80 Гц — для второго и 100 Гц — для третьего. Другое важное условие — большие размеры помещения, в котором должна функционировать установка. Считается, что для хорошего проявления стереоэффекта на низших частотах необходимо, чтобы на частоте разделения каналов вдоль длинной стенки помещения могли бы уложиться несколько десятков длин волн. При длине стены около 10 м это требование выполняется только на более высоких частотах, чем это требуется согласно предыдущему рассмотрению. Выход из такого положения находят путем компромисса, уменьшая расстояние между высокочастотными колонками и соответственно повышая частоту разделения каналов. В качестве примера на рис. 28 приведен эскиз размещения колонок акустической системы с уменьшенным против нормального расстоянием между высокочастотными колонками.


Сформировать третий (низкочастотный) канал можно различными способами. На рис. 29 приведены принципиальные схемы наиболее простого способа формирования путем подключения низкочастотного громкоговорителя к выходам левого и правого каналов стереофонического усилителя. Здесь рассматриваются три варианта для случая, когда сопротивление звуковых катушек всех динамических головок одинаково и равно 8 Ом. Дополнительная низкочастотная головка везде обозначена Гр3. Частота разделения каналов 10G Гц. В простейшем случае (рис. 29, а) динамическая головка Гр3 подключена к головкам Гp1 и Гр2 через развязывающие резисторы R1 и R2 последовательно и катушку индуктивности L1. Недостатком этого варианта являются большие потери (6 дБ) на низших частотах из-за наличия развязывающих резисторов.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


При разделении каналов по схеме рис. 29, б, где головка Гр3 зашунтирована конденсатором C1 и подключена непосредственно к головкам Гp1 и Гр2, такие потери отсутствуют, но зато сильно сказывается взаимное влияние левого и правого каналов, про являются нежелательные резонансные явления. От обоих недостатков в значительной степени свободна схема разделения каналов, изображенная на рис. 29, е, которая отличается от рис. 29, б тем, что головки Гр1 и Гр2 зашунтированы катушками индуктивности L1 и L2.


Разделение каналов по схемам рис. 29 возможно лишь в тех усилителях, где допускается параллельное включение выходов по постоянному току.


Значительно лучшие результаты можно получить при использовании дополнительного канала усиления, нагруженного низкочастотной головкой. При этом суммирование и разделение каналов должны происходить на входе дополнительного усилителя. На рис. 30 приведены принципиальные схемы двух возможных вариантов сложения низкочастотных сигналов левого и правого каналов на выходах (рис. 30, а) или входах (рис. 30,6) стереофонического усилителя. В обоих случаях используется двухзвенный фильтр, обеспечивающий крутизну скатов 12 дБ октава.


В первом варианте (рис. 30, а) фильтр состоит из резисторов R3 и R4 и конденсаторов С1 и С2. Он подключается к выходам каналов усилителя через развязывающие резисторы R1 и R2. Низкочастотный сигнал снимается с ползунка высокоомного переменного резистора R6. Во втором варианте (рис. 30, б) первоначально производится разделение частот в каждом канале (левом и правом) с помощью фильтров R1C1 и R2C2 соответственно. Выходы левого и правого каналов стереоусилителя подключаются к ползункам переменных резисторов R1 и R2, что обеспечивает подавление низших частот в обоих каналах. Суммирование низкочастотных колебаний производится с помощью развязывающих резисторов R3 и R4, подключенных к фильтру R5C3. Сигнал общего низкочастотного канала снимается с ползунка переменного резистора R6.


Устройства, выполненные по схемам рис. 30, имеют значительно большие возможности, чем устройства, схемы которых даны на рис. 29, но зато они требуют дополнительного усилителя, а также принятия дополнительных мер для ликвидации нежелательных наводок в цепях суммирования и разделения сигналов. Наводки подавляются путем экранирования всех элементов общим металлическим корпусом. Особо аккуратно должно быть осуществлено экранирование устройства, собранного по схеме рис. 30, б.


Устройства, выполненные по схемам, показанным на рис. 30, разделяют каналы на частотах 80 Гц (рис. 30, о) и 60 Гц (рис. 30,6). В случае необходимости частота разделения может быть повышена в первом варианте до 100 Гц путем уменьшения емкости конденсаторов C1 и С2 до 4,0 и 0,4 мкФ соответственно. Во втором варианте при уменьшении емкости конденсатора С3 до 0,1 мкФ частота разделения будет равной 80 Гц. Такие изменения частоты разделения могут оказаться желательными при согласовании акустической системы с помещением.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


«Эффект присутствия». Одним из интересных нововведений, применяемых в самых дорогих усилителях НЧ, является «регулятор присутствия», позволяющий выделить голос солиста на фоне музыкального сопровождения, сделать его более понятным и объемным, создавая тем самым «эффект присутствия» солиста где-то рядом со слушателем. Суть «эффекта присутствия» заключается в соответствующей коррекции амплитудно-частотной характеристики усилителя НЧ. При этом учитывается, что диапазон изменения частот музыкального сопровождения составляет 9 октав, от 20 Гц до 15 кГц.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


Этот диапазон перекрывает частоты, на которых работают все музыкальные инструменты, от большого басового барабана до маленькой флейты-пикколо. Частоты человеческого голоса занимают примерно центральную часть этого диапазона (от 2 до 5 кГц). Поэтому для того, чтобы выделить голоса солистов на фоне музыкального сопровождения, достаточно повысить усиление на частотах от 1 до 5 кГц. По мнению специалистов, повышение усиления должно составлять 6—10 дБ.


Наиболее просто реализовать «эффект присутствия» можно в трехполосной акустической системе, где усиление и воспроизведение производятся раздельно в полосах низших, средних и высших частот. Обычно частота разделения каналов низших и средних частот составляет 600—800 Гц, средних и верхних — 4 кГц. Следовательно, достаточно увеличить усиление канала средних частот на 6—10 дБ больше, чем в каналах низших и высших частот, чтобы «эффект присутствия» проявился в полной мере. Сделать это можно с помощью регуляторов громкости одного (СЧ) или двух (НЧ и ВЧ) каналов. При этом амплитудно-частотная характеристика всего тракта должна иметь вид, показанный на рис. 31.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


На рис. 32 приведена принципиальная схема простого дополнительного устройства, которое обеспечивает появление «эффекта присутствия» практически у любого усилителя НЧ. Оно представляет собой простейший фильтр, обеспечивающий подъем средних частот относительно низших и высших. Основой фильтра является параллельный резонансный фильтр L1C1, настроенный на желаемую из средних частот. Острота настройки резонансного контура определяется сопротивлением шунтирующего переменного резистора R3. Необходимая резонансная частота устанавливается подбором номинала конденсатора С1. При указанном на схеме рис. 32 значении C1 (0,0033 мкФ) и индуктивности L1, равной 1,5 Г, контур будет настроен на частоту 2,5 кГц. В случае иного значения емкости конденсатора C1 частоты настройки будут определяться по табл. 5. В качестве катушки индуктивности L1 рекомендуется использовать первичную обмотку согласующего трансформатора НЧ от карманного или переносного транзисторного приемника.


Конструктивно все детали устройства, собранного по схеме рис. 32, размещены на печатной плате с размерами 50X80 мм. Экраном от внешних электрических и магнитных полей служит металлический корпус с внешними размерами 84X54X46 мм.


7. НОВОЕ В ЭЛЕКТРОАКУСТИКЕ — ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ


Эксплуатация устройства производится следующим образом. Его вход подключают к выходу источника сигнала (звукоснимателя, магнитофона), а его выход — ко входу усилителя НЧ. Если ползунок резистора R3 находится в крайнем верхнем по схеме положении, то резонансный контур L1C1 оказывается замкнутым накоротко и влияние каскада на работу усилителя НЧ сводится к ослаблению сигнала во всей полосе частот примерно на 8 дБ. Это ослабление можно скомпенсировать регулятором громкости усилителя НЧ, который (регулятор) редко бывает в положении максимума громкости.


По мере перемещения движка резистора R3 вниз (по схеме) растет сопротивление, шунтирующее резонансный контур, и вместе с этим результирующее сопротивление, включенное между резистором R2 и «землей», причем на резонансной частоте оно будет наибольшим. В результате этого амплитудно-частотная характеристика устройства будет близка к показанной на рис. 31.


При номиналах деталей устройства, указанных на рис 32, максимальная глубина «эффекта присутствия» достигает 6 дБ. Для увеличения ее до 8 дБ рекомендуется повысить сопротивление переменного резистора R3 до 2 МОм. Дальнейшее увеличение сопротивления резистора R3 не приводит к заметному росту коэффициента передачи на средних частотах из-за влияния собственных потерь в катушке индуктивности L1.

Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.


Здесь Ваше мнение имеет значение  -
 поставьте вашу оценку (оценили - 0 раз)
 
 



Ключевые теги: стереофонический, низкочастотный, трансформатор

 
 
 
Смотри также:
 
   

 Принт-версия