Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2011 № 02
Если вы рассмотрите трехполосную АС большой мощности, снизу увидите две НЧ-головки с большими диффузорами, сильными магнитами и мягким подвесом, обеспечивающим большой ход диффузора.
Выше — рупор для СЧ-головки, а сверху — маленький рупор ВЧ-головки. Эти рупоры обеспечивают направленность звука в кинозал и увеличивают отдачу головок. Рупор НЧ-головок оказался бы слишком большим, но помогает установка АС в передних углах кинозала, и роль рупора в какой-то мере выполняют стены, пол и потолок. Изготовить подобную АС вряд ли окажется вам по силам, но у нее наряду с достоинствами (широкой полосой частот, большой отдачей и высоким качеством звука) есть и существенный недостаток — АС совершенно неподъемна, и для транспортировки ее с места на место нужен чуть ли не грузовик!
Нам же необходима легкая, но мощная АС, желательно небольших габаритов. Рупоры по этой причине отпадают сразу. Начнем с выбора головок. В принципе, можно найти мощную широкополосную головку с высокой отдачей, вот пример:
75ГДШ-38 (сейчас выпускается под названием 100ГДШ-33).
Полоса воспроизводимых частот, Гц… 50–16 000
Номинальное сопротивление, Ом… 8/16
Паспортная мощность, Вт… 25
Пиковая мощность. Вт… 150
Чувствительность, дБ/Вт/м… 97
Резонансная частота. Гц… 55
Диаметр звуковой катушки, мм… 44
Наружный диаметр, мм… 345
Высота, мм… 140
Широкая полоса в ней достигнута благодаря двум диффузорам: основной, диаметром чуть ли не 1/3 метра, воспроизводит НЧ и СЧ, а малый конус, вклеенный в центре, — ВЧ. По конструкции она очень напоминает старые головки завода «Кинап» — 2А-9, 4А-18 и т. п. (маркировка у них была своя, отличающаяся от стандартной), заслужившие самые лестные отзывы.
Особо надо остановиться на таком параметре, как чувствительность — ведь всегда желательно получить звук погромче (не в ущерб качеству, разумеется) при той же мощности усилителя. Чувствительность — это уровень громкости на расстоянии 1 м от головки при подведении электрической мощности в 1 Вт. Она обычно составляет от 84 до 100 дБ, чаще же от 87 до 92 дБ. По чувствительности 75ГДШ-33 (97 дБ) — отличная головка. Ранее указывали отдачу — звуковое давление, создаваемое головкой на расстоянии 1 м при подводимой электрической мощности в 0,1 Вт. Эти два параметры эквивалентны, и для быстрой оценки параметров головок приводим таблицу соответствия.
Что же делать, если мощных головок нет, зато можно найти устаревшие динамики мощностью 3…6 Вт от выброшенной бытовой радиоаппаратуры?
Будем строить так называемый групповой излучатель! В нем на одной передней панели АС (отражательной доске) размещают от четырех до десятка однотипных головок. Все они должны работать синфазно, создавать единую акустическую волну. Такое решение все чаще используют и производители «фирменной» аппаратуры (см. фото). Две подобные стереоколонки, поставленные рядом или одна на другую и соединенные вместе, образуют весьма эффективный групповой излучатель из четырех динамиков.
При совместной работе нескольких диффузоров увеличивается их эффективная площадь, колеблющаяся «присоединенная» масса воздуха, и в результате возрастает отдача. На низких частотах увеличение чувствительности оценивают в 6 дБ для четырех головок, 8 дБ для шести и 9 дБ для восьми. Одновременно расширяется полоса эффективно воспроизводимых частот в области более низких, примерно на треть или половину октавы, по сравнению с полосой пропускания одиночной головки в том же корпусе.
Кроме того, двух абсолютно одинаковых головок не бывает, они обязательно имеют разные резонансные частоты, пики и провалы на частотной характеристике. При совместной работе общая частотная характеристика АС выравнивается.
В печати сообщают также, что глубину корпуса группового излучателя допустимо уменьшить в 1,5…2 раза по сравнению с глубиной АС с одной головкой.
Другими словами, АС может быть изготовлена достаточно плоской и ее можно поставить на полу у стены или даже повесить на стену.
Как соединять головки?
Это зависит от их сопротивления Rг и того сопротивления нагрузки R, которое нужно усилителю. При параллельном соединении N однотипных головок общее сопротивление АС уменьшается в те же N раз (рис. 1).
При последовательном соединении головок R увеличивается в N раз (рис. 2).
На практике часто применяют смешанное соединение (рис. 3), позволяющее подобрать нужное значение R, изменяя число последовательно включенных головок в группе и число параллельных групп.
В другом варианте головки сначала параллельно соединяют в группы, затем группы — последовательно. На схеме (рис. 3) при этом добавляется соединение, показанное штриховой линией. Полярность включения головок очень важна: при подаче на АС постоянного напряжения (например, от гальванического элемента) все диффузоры должны двигаться в одну сторону, что соответствует синфазному включению. Хотя бы одна головка, работающая в противофазе, резко понижает отдачу. На схемах одноименные выводы головок помечены точками.
Можно ли использовать разные головки? Разумеется, только схему включения головок надо подобрать так, чтобы выделяющаяся на них мощность была пропорциональна паспортной. Это хорошая задачка на знание закона Ома и правил последовательного и параллельного соединения сопротивлений!
На фото показан пример последовательного соединения двух динамиков 4ГД-28. Вполне возможно применение головок типа 4ГД-4, 4ГД-35 или 4ГД-36.
Если основными использовать низкочастотные 6ГД-2, то полезно добавить еще несколько высокочастотных «пищалок», например 2ГД-36 (2 Вт, 8 Ом). Их следует подключать через конденсатор, емкость которого подсчитывается по формуле:
С = 1/2πFR,
где F — частота раздела, R — сопротивление высокочастотной группы.
Например, при F = 6 кГц (наивысшая частота, воспроизводимая НЧ-головками) и R = 4 Ом емкость получается равной 3,3 мкФ.
Эскиз корпуса группового излучателя на 6 четырехваттных головок 4ГД-4, заимствованный из старой радиолюбительской литературы, показан на рисунке 4.
Приведенные размеры не обязательно выдерживать точно. Все стенки вырезают из древесноволокнистой плиты (ДСП), скрепляют любым подходящим клеем и шурупами для прочности. Возможные щели замазывают пластилином. Передняя панель изготовлена из двух половин, состыкованных под тупым углом для увеличения жесткости и некоторого расширения диаграммы направленности звука на высоких частотах. Асимметрия расположения динамиков относительно краев корпуса полезна — она сглаживает частотную характеристику. Задней крышки не требуется.
В заключение приведем любительскую фотографию легкого группового излучателя, установленного (для сравнения) поверх «фирменной» тяжелой АС с одним мощным динамиком.
В. ПОЛЯКОВ, профессор
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
Зимой наблюдала за голубями, воробьями и воронами. И как это, интересно, они не мерзнут, ходя босиком по снегу?
Ирина Кедрова,
Красноярск
Птицам помогает особое строение кровеносной системы. Оказывается, артерии и вены в лапках пернатых тесно переплетены друг с другом, что способствует теплообмену между ними. Холодная венозная кровь, текущая от лапок вверх и имеющая температуру около +3 °C, нагревается от горячей артериальной крови с температурой порядка +40’ С, которая, соответственно охлаждается. В итоге температура получается как раз такая, что не дает лапкам вмерзнуть в снег и в то же время не происходит излишних теплопотерь, что было бы губительно для самой птицы.
Тело же не отдает тепла наружу потому, что в этот период года птицы взъерошивают перья, обеспечивая более толстую прослойку воздуха между ними. То есть они словно бы надевают зимние шубки.
Я заметила, что домашние напольные весы дают разные показания на ковровой дорожке и на голом полу. Почему так получается? Неужто наши весы неисправны?
Наташа Семенова,
г. Уфа
Как сообщил журнал New Scientist, Дэвид Маккей, физик из Кембриджа, вместе со студентом Джоном Пендергастом провели недавно специальный эксперимент с бытовыми напольными весами и установили: показания весов на коврах или других мягких покрытиях на десять процентов больше, чем на жестком полу.
Чтобы понять причины этого явления, исследователи разобрали несколько весов и нашли причину разногласий. В весах имеются четыре рычага или оси, ориентированных к центру конструкции и передающих данные на подпружиненную металлическую пластину в задней части конструкции. Колебания пластины затем транслируются через механическую передачу на шкалу, заставляя ее поворачиваться. При этом на плотных поверхностях днище весов изгибается. Это заставляет плечи угловых рычагов слегка наклоняться, сокращая тем самым расстояние между каждым рычагом и точкой, с которой начинается отсчет воздействия веса на рычаг.
