2-х полосная АС “Verna 50A-11” (Visaton В200 + TW70)

Стереофоническая АС модели 50А-11 (фото на рис. 1) изготовлена с динамическими головками В200 (широкополосная, 8 дюймов) и TW70 (высокочастотная) фирмы VISATON (Германия), имеющими конусные диффузоры из целлюлозы. Первая из упомянутых головок имеет подвес из пропитанной ткани, вторая — тороидальную складку, покрытую демпфирующим составом из того же материала, что и сам диффузор.

Рис.1. Внешний вид акустической системы

Интерес к акустическим системам, выполненным на широкополосных излучателях, за последние 15—20 лет только возрастает. Причин много, вот некоторые из них.

1

Промышленные изделия (АС) многих европейских изготовителей (а именно они являются “законодателями моды” в сфере звука) всё чаще используют композитные материалы для изготовления диффузоров. Применение таких материалов оправдано только в одном случае — устойчивая работа на предельных уровнях мощности. Так, например, для полной реализации метрологических характеристик, изложенных в паспортной документации, головке SEAS 1262 (Норвегия), требуется подведение мощности не менее 1 Вт (сравним с головкой фирмы SUPRAVOX 135 LB, Франция, — 0,2 Вт). На российском рынке более популярны подобные “метрологического” качества головки производства Vifa, Peerlees, SCANSpeak, Eton и др. Но АС, собранные на таких излучателях, слабо отвечают требованиям самой взыскательной группы людей, слушающих классическую музыку и ценящих натуральность звучания. Таким слушателям необходима система, в первую очередь, обладающая способностью воспроизведения микродинамики.

2

Основная качественная характеристика звучания — переходная характеристика, т.е. “быстродействие” акустической системы, которая отвечает за натуральность тембров инструментов. А лучшие современные (выпусков 1980 г. и позже) динамические головки, в отличие от более ранних с “бумажными” подвесами, отстают по этому важнейшему параметру в 3-5 раз. Внешние подвесы большинства современных головок, изготовленные из резины, обеспечивают при подведении большого уровня сигналов значительные, до ±10 мм, смещения, и поэтому о микродинамике говорить не приходится, так как непременное условие для “существования” последней — как раз минимальное смещение диффузора, необходимое для воспроизведения сигналов в полосе 400-5000 Гц. Если при этом динамическая головка действует и в полосе НЧ, страдает тот же основной показатель качества воспроизведения — переходная характеристика. Динамическая головка работает “медленно”, сильно маскируя и искажая подаваемый на него реальный музыкальный сигнал.

Совершенно иные переходные характеристики имеют головки, внешний подвес которых изготовлен из ткани (понятно, что разные ткани и сами геометрические характеристики форм внешних подвесов обуславливают отличные друг от друга переходные характеристики). Но тканевые подвесы в разы уменьшают длительность переходных процессов, делают АС более “быстрыми” и, соответственно, обеспечивают более точное воспроизведение, подобное тому, что записано на носителе. Необходимо при этом отметить, что на современном рынке присутствует большое разнообразие головок с тканевыми внешними подвесами, но с посредственными объективными характеристиками и невысокими субъективными оценками.

Следует правильно понимать, что разработать головку с отличными (переходными и по совокупности) характеристиками сложно и дорого. В любом случае приходится идти на компромиссы. В настоящее время имеется немалый выбор головок, рассчитанных на большую подводимую мощность, и крайне мало головок с номинальной мощностью 15-50 Вт, имеющих хорошие метрологические и субъективные оценки и обладающих способностью воспроизводить слабые уровни сигналов второго и третьего планов музыкальных программ, т.е. пресловутой микродинамики.

3

Не менее важно, каково затухание собственных колебаний диффузора конкретной головки. Обеспечение работы головки в режиме максимально широкой полосы воспроизводимых частот при минимальном смещении диффузора требует соблюдения ряда алгоритмов оптимизации, использующих некоторые типы акустического оформления — резонаторы Гельмгольца, рупоры, панели акустического сопротивления, щиты (и крайне редко фазоинверторы).

4

Следует также отметить, что головки на тканевых и бумажных подвесах имеют более высокую чувствительность — выше в среднем на 7-12 дБ, и это, в свою очередь, уже не требует мощных и дорогих, на 80-150 Вт, усилителей и позволяет потребителю направить сэкономленные средства на повышение качества менее мощной аппаратуры.

5

Отсутствие в ряде случаев, при использовании широкополосных головок, фильтров, как таковых, можно отнести к положительным (часто и инструментальным) свойствам системы. Понятно, что любой элемент, включённый последовательно или параллельно головке, может вносить изменения в звучание. Это очень заметно (в том числе инструментально) при чувствительности головок более 90 дБ.

Максимальное и тотальное “выравнивание” АЧХ, чем озабочены некоторые участники соответствующих форумов, применяющие различные режекторы, резко ухудшает звучание и эмоциональный настрой воспроизводимого материала. То, что почти незаметно при применении “тяжёлых” диффузоров (для головки 10″ масса Mms = 50-60 г) на резиновых подвесах, сильно заметно в случаях с “лёгкими” диффузорами “широкополосников” (для головки 10″ масса Mms = 15-25 г), особенно при воспроизведении классической музыки. Такой подход годен в первую очередь для студийных мониторов.

Тем не менее при использовании современных широкополосных головок для сглаживания их АЧХ часто приходится применять последовательно включённую RL-цепь коррекции [1] — она выравнивает чувствительность АС (головки) в заданной расчётом полосе частот. Реже вводят и знакомую RC-цепь для компенсации возрастающего индуктивного сопротивления звуковой катушки на частотах выше 2500-7000 Гц.

Рис. 2. Чертеж корпуса акустической системы на динамиках Visaton

За основу акустического оформления взят вариант, предложенный фирмой-изготовителем широкополосной головки (модели Solo 50, Solo 100) [2]. Там же были взяты к рассмотрению и электрические схемы корректоров. Чертежи конструкции корпуса показаны на рис. 2, а распорки (верхняя и нижняя) — на рис. 3. Схема кроссовера (он простейший) и подключения динамических головок громкоговорителя АС показана на рис. 4. Внесённые изменения связаны с выбором оптимального рабочего объёма, пропорционального соотношению внешних геометрических размеров корпуса, влияющих на равномерность АЧХ.

Рис. 3. Чертеж распорок корпуса

Раскрытию потенциальных возможностей головки В200 способствовали выбор соотношений внутренних объёмов и объёма канала между ними, подбор размеров (и, естественно, объёма) выходной камеры, установка перфорированных распорок жёсткости для поглощения вибраций на частотах 35-450 Гц, распределение звукопоглотителей определённым образом, использование высококачественных материалов и некоторые другие. К этим положительным изменениям, в первую очередь, можно отнести значительное уменьшение смещения диффузора при воспроизведении частот 40-100 Гц, что в значительной степени снизило поверхностную интермодуляцию, присущую всем широкополосным излучателям. А это, в свою очередь, добавило в звучание обилие низкоуровневых сигналов второго и третьего планов, т.е. звучание приобрело достойную микродинамику — увеличилась интонационная составляющая акустических инструментов, проникновеннее зазвучал классический вокал. Изменения коснулись и схемы коррекции АЧХ головки — с учётом установленного дополнительного излучателя ВЧ.

Рис. 4. Схема кроссовера акустической системы на динамиках Visaton

Корпус изготовлен из высококачественной фанеры (сорт “экстра”) и древесноволокнистой панели высокой плотности HDF (Германия). Приняты возможные меры по минимизации интерференции и дифракции внутри объёма и в оформлении выходной камеры. С этой целью в корпусе установлены две распорки (верхняя и нижняя), выполненные из склеенных панелей ДСП толщиной по 16 мм, а в середине корпуса — перегородка. Остальное, что не показано на рисунке, как обычно, — свободные внутренние поверхности оклеены пропитанным натуральным войлоком (плотность 0,35 кг/дм³) толщиной 12 мм. В углах, на стыках верхней и задней панелей, а также у основания разделительной перегородки между объёмами вклеены цилиндры из х/б ватина с марлей. Их толщина (диаметр) — около 50 мм, а длина определена внутренней шириной корпуса.

Внутренняя разводка и внешние соединения с усилителем выполнены медными (чистота 99,99 %) проводами сечением 1 мм² в ПВХ-изоляции.

Элементы кроссовера и коррекции АЧХ смонтированы на фанерной панели соединением выводов деталь к детали . Использованы конденсаторы К73-11 на 250 В, резисторы С5-16В — 8 Вт ±1%, переменный резистор СП5-30-115Е — 25 Ом ±5%.

На графиках рис. 5 приведены частотные характеристики чувствительности и импеданса широкополосной головки — до и после перемотки звуковой катушки в один слой, проверочный объём — 38 л (без элементов фильтра). Хорошо видно, что АЧХ головки с перемотанной в один слой катушкой (цветная линия) не имеет “ступеньки” на частоте около 1800 Гц, что значительно изменило звучание к лучшему в наиболее чувствительной области средних частот (исчерпывающие исследования в начале 2000-х годов проводил А. А. Квитка, г. Москва).

Рис. 5. Частотные характеристики чувствительности и импеданса широкополосной головки Visaton

В верхней части задней панели установлен переменный резистор для коррекции АЧХ АС в конкретном помещении прослушивания, а в нижней части — входные терминалы с клеммами. Задняя панель — съёмная, по периметру её внутренней поверхности она оклеена тканью — брезентом шириной 30 мм и крепится 36-ю шурупами-саморезами 6×60 мм. Внешняя отделка — шпон “zebrano” (по просьбе заказчика) и полуматовый лак.

Субъективную оценку звучания АС проводил Артём Аватинян — эксперт, пианист, главный редактор русского издания GRAMMOPHONE (Англия) и журнала “АУДИОМАГАЗИН”:

В первые же минуты слышно, что очень высоко тембровое разрешение акустической системы. Это один из самых важных, а возможно, самый важный компонент звучания. Способность убедительно передавать тембры и тональные особенности проявляется при воспроизведении записей классической музыки, в первую очередь, фортепиано, а также скрипки, органа и др. В звучании присутствует то, ради чего разработчик приступает к конструированию колонок на основе широкополосного принципа: общая звуковая гармония, подчинённость деталей целому, отсутствие разрозненности, полосных “склеек”, швов.

Вместе с тем сначала ощущался недостаток энергии высоких частот, что выражалось в вуалировании графики верхнего регистра и существенном недостатке “воздуха”. Я избрал среднее положение регулятора, и положение немедленно исправилось. Экспериментирование с регулятором позволяет очень точно настроить верхний регистр (по вкусу и с учётом особенностей помещения), поэтому такую функцию я считаю очень полезной. Важно заметить, что включение твиттера нисколько не нарушило общей звуковой гармонии — не появилась “отдельная” частотная полоса.

Не хочется останавливаться на разделении частотного диапазона (главным образом потому, что само звучание представляется неделимым), но о басе всё же следует сказать особо. С помощью дополнительного вуфера (для более реалистичного воспроизведения записи большого концертного органа) можно было бы получить более глубокий и эффектный нижний регистр. Однако бас этой акустической системы очень хороший: по подвижности, детальности, тональной и тембральной полноте он нисколько не уступает середине. Это говорит как о возможностях драйвера Visaton (который, правда, существенно модифицирован), так и о грамотно изготовленном НЧ-оформлении.

Моё резюме: очень музыкальная акустическая система с выверенным авторским звучанием — пример мастерской реализации широкополосной идеи”.

В заключение автор считает необходимым выразить благодарность группе метрологов, почётному президенту звукорежиссёров России И. П. Вепринцеву, а также Л. Белебашеву и М. Гусарову за сотрудничество.

Используемая литература:

1. Алдошина И.Д., Войшвилло А.Г. “Высококачественные акустические системы и излучатели” — Радио и связь, 1985.
2. VISATON. Products / Kits / Fullrange Speakers.

Автор проекта: Демьянов А., г. Москва