3-х полосная блочная АС с ЭМОС (75 ГДН + 6 ГДШ + 6 ГДВ)

Современная компонентная база и схемотехника УЗЧ позволили снизить, вносимые ими искажения, при воспроизведении звука, до тысячных долей процента. Кроме того, в распоряжении любителей качественного звука появились мощные интегральные усилители с высокими эксплуатационными качествами, превзойти которые, разрабатывая собственные схемы, на дискретных элементах, задача не из легких. При этом возможности динамических головок, преобразующих электрический сигнал в звук, остаются, пока, практически, без изменений. Поэтому именно в этой плоскости, на мой взгляд, имеются широкие возможности для творчества.

Спектр частот звуковых волн, слышимых человеком, довольно широк. Принято считать, что он лежит в пределах от 20 до 20000 Герц. В настоящее время еще не создана динамическая головка, способная эффективно, и без искажений преобразовывать электрический сигнал в звук в таком широком диапазоне. Поэтому высококачественные акустические системы, или как их называют профессионалы, – звуковые мониторы, имеют в своем составе две, три, или четыре динамических головки, каждая из которых отвечает за воспроизведение своего диапазона частот. Но и при этом возникает ряд проблем, которые приходится решать. В частности, необходимо разделять спектр воспроизводимого сигнала, с тем, чтобы на каждый из динамиков акустической системы подавался сигнал в определенном диапазоне частот. Эту задачу выполняют разделительные фильтры (кроссоверы), которые, как правило, ставятся между усилителем и динамическими головками. Однако такое решение порождает новую проблему – ухудшение демпфирования подвесной системы динамика, что, в свою очередь, увеличивает уровень искажений. Кроме того, на стыках диапазонов неизбежно возникают провалы и фазовые искажения. В общем, понятно, что решая одну проблему, мы неизбежно получаем ряд новых. Отдельно необходимо сказать о воспроизведении низких частот. Не вдаваясь в подробности можно сказать, что для качественного их воспроизведения необходимы боксы большого объема, что, в условиях малогабаритных квартир, создает некоторые неудобства.

В середине 90-х годов, вдохновившись разработкой Н.Трошина, о которой он рассказал на страницах журнала «Радио» (№ 8, 1989 г.), мною была изготовлена активная акустическая система (ААС), при изготовлении которой я постарался учесть перечисленные выше проблемы. ААС состоит из одной, – общей для двух каналов, – низкочастотной колонки, и двух ВЧ-СЧ колонок. Такое конструктивное решение позволяло снизить габариты АС. К тому же, объем бокса для НЧ колонки, предложенный Н. Трошиным, составлял всего 40 литров, но при этом позволял с минимальными искажениями воспроизводить нижние частоты, начиная с 38 Гц. А наличие в ААС собственных усилителей, позволило отказаться от разделительных фильтров между усилителем и динамиком, что, теоретически, благодаря хорошему демпфированию диффузоров динамиков должно снижать искажения.

Фидеры датчика:

Нужно экранировать весь датчик. В противном случае приходилось экранировать сетку динамика (по современному «гриль»), иначе в динамике был слышен фон 50 Гц.

ААС, благодаря мягкому и глубокому звучанию, обеспечиваемому, в том числе, низкочастотным звеном, выполненном по схеме Н. Трошина, эксплуатируется до сих пор, хотя и подвергалась, периодически, незначительным совершенствованиям. На сегодняшний день АС выглядит следующим образом.

Блоки АС под СЧ и ВЧ сделаны с гнутыми боковыми стенками, что положительно сказывается на АЧХ системы в целом. Подвешены на стену:

Сам блок ДУ на втором снимке, в окошке над динамиком. Раньше в этом окошке стояли регуляторы громкости и тембра.

Регулятор громкости собран на TC9153AP. Выбор сделан с целью возможности работы совместно с системой дистанционного управления. Однако есть планы замены его на полностью пассивный регулятор громкости с электроприводом.

Предварительного усилителя и темброблока нет с целью снижения в тракте количества активных каскадов, неизбежно вносящих свою долю искажений. К тому же ААС используется совместно с эквалайзером, поэтому потребность в регуляторах тембра если и существует, то незначительная.

С регулятора громкости сигнал поступает на разделительный фильтр, изготовленный по схеме А. Чантурия («Радио», 1987 г., № 3). Позже подстроечные резисторы в фильтре заменены на прецизионные – так же, как это сделано в фильтре, предлагаемом компанией «Мастер Кит». Разделительный фильтр состоит из фильтров второго порядка нижних и верхних частот. Средние частоты выделяются путем вычитания из основного сигнала, выделенных нижних и верхних частот. Частоты раздела фильтра 300 Гц и 8000 Гц. Выбор частоты раздела СЧ и ВЧ каналов (8000 Гц) обусловлен стремлением сместить стык, в котором неизбежно возникают провалы и фазовые искажения, в область спектра, в котором чувствительность человеческого уха снижается.

Фильтр Чантурия

Новый фильтр

С выхода фильтра СЧ и ВЧ сигналы поступают на четыре усилителя, выполненные на микросхемах ТДА 2030, включенных по схеме с однополярным питанием. Вариант с однополярным питанием выбран с целью надежной защиты динамиков от постоянного напряжения. Выходы усилителей, усиливающих ВЧ – спектр подключены к головкам 6ГДВ-6, а каждый из СЧ-усилителей нагружен двумя, соединенными последовательно, головками 6ГДШ-1. Выбор широкополосников в качестве среднечастотных динамиков обусловлен довольно широким диапазоном частот, отведенным для них – 300 – 8000 Гц.

Каждый из четырех СЧ-ВЧ усилителей запитан от своего стабилизированного источника питания, выполненного на КРЕН5. Для того, чтобы повысить выходное напряжение стабилизаторов до 32 В, выводы «2» микросхем КРЕН5 объединены месте и соединены  с общим проводом через стабилитрон Д816Б. Стабилизаторы питаются от отдельной общей обмотки силового трансформатора, через общий выпрямитель.

Общий низкочастотный канал охвачен электромеханической обратной связью (ЭМОС) по схеме, предложенной Н.Трошиным, («Радио», 1989 г., № 8, стр. 51). Для этого в НЧ головку 75ГДН-1Л-4 встроен датчик ускорения, конструкция которого повторена без изменений. Сигналы двух каналов, полученных с разделительного фильтра, и сигнал с датчика ускорения диффузора динамика, суммируются, и корректируются в блоке У3 («Радио», 1989 г., № 8, стр. 51), так же выполненным без изменений, и далее поступают на усилитель, выполненный по схеме М. Дорофеева («Радио», 1991 г., № 3). Питание усилителя нестабилизированное от отдельной обмотки трансформатора. Динамик имеет защиту от постоянного напряжения. Бокс низкочастотной колонки без фазоинвертора, и без наполнителя, имеет объем 40 литров.

Схема усилителя М. Дорофеева

В блоке ниже на едином модуле собраны: выпрямитель, стабилизированные блоки питания СЧ и ВЧ усилителей, четыре усилителя и фильтр. Внизу (отдельно) виден регулятор громкости с входными разъемами:

НЧ усилитель. На одной плате собран блок питания с выпрямителем, усилитель (Дорофеева), блок У3 (Трошина) и блок защиты от постоянного напряжения на динамике (мой). Снизу виден герметичный ввод в бокс:

Блоки питания: слева – ±15 В для питания фильтров, справа вверху – трансформатор питания усилителей, внизу – дежурное питание блока дистанционного управления:

Дистанционное управление выполнено по схеме с сайта «Электрик» (http://bezkz.su/publ/300327-41-1-0-327.html).

Автор работы: Михаил Туринцев (специально для ldsound.info)