Опубликовано в журнале "Мастер 12вольт" № 37(ноябрь 2001)


© А.И.Шихатов 2001

Дешево и сердито

    Высокочастотные излучатели Power Amper NEO-20 с титановыми куполами диаметром полдюйма (или 12,7 мм по более привычной для нас метрической системе) выбраны на роль "инструмента по настройке сцены" неспроста. За "очень смешные деньги" предлагался товар с весьма заманчивыми характеристиками:

    Магнитная система охлаждается ферромагнитной жидкостью. Помимо увеличения подводимой мощности, жидкость в значительной степени демпфирует резонанс подвижной системы. Как станет ясно из дальнейшего, последнее обстоятельство гораздо ценнее.
    Производитель заявил просто фантастическую подводимую мощность - 120 Вт. Вскрытие показало, что встроенный кроссовер состоит из единственного неполярного электролитического конденсатора емкостью всего 3,3 мкФ. Частота среза такого фильтра лежит в районе 10 кГц, а на область этих частот приходится всего несколько процентов энергии широкополосного сигнала. Прослушивание только подтвердило предположения - кроме невразумительного и негромкого "цыканья" другие звуки пищалки издавать отказывались. Было принято решение изготовить новый кроссовер, а для этого нужны исследования "по полной программе".
    Первым делом была измерена Z-характеристика (рис.1), и это сразу позволило сделать ряд выводов.
  • Демпфирование резонанса подвижной системы настолько сильное, что он не оставил никаких следов на Z-характеристике. Прослушивание скользящего тона показало, что на слух обнаружить резонанс тоже крайне трудно - небольшой "пичок" в области 3…3,5 кГц.
  • Индуктивность обмотки магнитной системы достаточно мала, заметный рост импеданса начинается с частоты 14…16 кГц. Поэтому в конструкции кроссовера не понадобятся компенсирующие элементы.
    Схема кроссовера (рис.2) разработана при помощи программы Microcap, причем для повышения точности расчетов учитывалась индуктивность магнитной системы. Дальнейшая отладка элементов производилась на слух на макете. Особенность конструкции - намотка катушки тонким проводом, всего 0,3 мм. В результате ее сопротивление составляет 2 Ом. Распределенное сопротивление катушки нормирует добротность фильтра и ограничивает "горб" на АЧХ.
    Ход частотной характеристики в области верхних частот можно изменить переключателем "normal-bright". Несмотря на относительно небольшое изменение в достаточно узкой частотной области, характер воспроизведения существенно изменяется. В положении "bright" воспроизведение женского вокала, щипка струны и металлических ударных становится более рельефным.

    Чувствительность пищалки очень высокая, и для согласования отдачи с другими головками необходим делитель напряжения. Однако все оказалось не так просто. Проблема, как и в большинстве других конструкций, заключалась в том, что при фиксированном затухании делителя воспроизведение либо тихих, либо громких мест требовало частотной коррекции. Применение "лампочки Ильича" в качестве нелинейного сопротивления результатов не дало. Для согласования чувствительности в конструкцию пришлось ввести нелинейный делитель напряжения на основе термистора. При воспроизведении сигналов большого уровня его сопротивление уменьшается, снижая уровень подводимого к пищалке сигнала.
    На рис. 3 приведены частотные характеристики кроссовера по электрическому напряжению. Для сравнения на рисунке приведена АЧХ со штатным конденсатором. Частотная характеристка, снятая в салоне автомобиля, приведена на рис. 4.
    Поскольку пищалки работают с большой долей отраженного сигнала, их ориентация сильно влияет на характер АЧХ в области частот выше 10 кГц. На более низких частотах неравномерность АЧХ не превышает 3 дБ.
    Кроссовер выполнен разнесенным. Нелинейные делители смонтированы непосредственно на выводах пищалок. Остальные элементы, включая проходные соединительные клеммы для каналов НЧ и СЧ, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. К фольге припаяны перегородки и боковые стенки из того же материала. Стыки зашпаклеваны, поверхности окрашены акриловой краской Abro черного цвета. В конструкции использованы конденсаторы К73-17. Катушка намотана медным эмалированным проводом диаметром 0,3 мм на пластмассовой шпульке от швейной машины, обмотка содержит 200 витков. На приводимых фотографиях катушка не видна, поскольку она была смонтирована позднее.

ОГЛАВЛЕНИЕ ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА