NIVAGA больше не ENYGMA

Пробегая страницами сайта, увидел кучу поломанных копий, высотой до небес. Оказалось, бьются добры молодцы не на жизнь, а на смерть, пытаясь превознести или похоронить конструкцию АС на трёхполосном последовательном фильтре с многообещающим названием. Так как раньше   подобное чудо мне не встречалось, пришлось просить помощи у компьютера. Вот родная схема:

Вот что загружается в Мультисим (пояснения по особенностям работы с Мультисимом в статье 35 AC-015 – анализ фильтров с применением Мультисима):

И вот что получилось (красная линия – средний уровень, 86 дБ):

Начну с хорошего. Фильтр НЧ звена – вполне приличный! Характеристика схожа с ФНЧ 2-го порядка. Во всём диапазоне нет НИ ОДНОГО пика вверх = фильтр не вносит свою окраску в звучание (смотрите лирическое отступление в статье 25 АС-027: взгляд из Мультисима). Общий уровень СЧ-ВЧ на 1 дБ ниже среднего уровня = самые низкие частоты будут подчёркнуты. Зона совместной работы НЧ и СЧ динамиков – от приблизительно 250 Гц (частота резонанса СЧ в колпаке) до 600 Гц, неровности АЧХ в этой области должны усредняться. Нет ожидаемых Чаловым Денисом +3 дБ на частотах раздела.  ЧХ сопротивления АС достаточно плавная.

Теперь о печали. СЧ фильтр имеет полосу по -3 дБ (относительно его полки на уровне -3 дБ, см. график) 120 Гц…13 кГц. Бедный Йорик (среднечастотник). В районе резонансной частоты имеем -4…-5 дБ, т.е., если на АС (у которой 4 Ома номинал) подать сигнал 30 Ватт частотой 150…400 Гц, то на СЧ динамике (у которого 8 Ом номинал) получим напряжение, эквивалентное мощности 4,5 Ватт. Здоровенная амплитуда колебаний диффузора и, в результате, большой уровень всех видов нелинейных искажений гарантированы. АЧХ 20ГДС имеет крутой срез после 5,5 кГц, значит, в районе 6…10 кГц имеем яму глубиной до 5 дБ. Да и вся область ВЧ придавлена. Правда, высокие и при таком раскладе могут звучать приятно. Но есть «но»: на резонансе ВЧ дина (принял 3,5 кГц) имеем завал всего -5 дБ относительно уровня на частоте 10 кГц, и ниже резонанса крутизна среза не увеличивается, в результате на ВЧ динамик идут с приличным уровнем средние частоты: 1 кГц с уровнем -12 дБ относительно 10 кГц, например. Применение ПАС на СЧ способно уменьшить амплитуду колебаний вблизи резонанса, но по АЧХ фильтра с ПАС на СЧ видно, что разгрузки по мощности на НЧ практически нет (график не привожу, ПАС уменьшает уровень подводимого напряжения за счёт уменьшения сопротивления на 250 Гц всего на 0,7 дБ).

Моё мнение. На небольших уровнях громкости АС с таким фильтром теоретически может звучать лучше, чем с родным. Например, если в помещении не хватало низких, и есть много переотражений на ВЧ, а родной фильтр имел выбросы АЧХ в плюс. Но при увеличении мощности резонансные явления в СЧ и особенно в ВЧ звеньях способны убить как объективные, так и субъективные показатели звучания. Общий вывод: для данного набора динамиков схема NIVAGA не позволяет реализовать заложенные в динамиках возможности и представляет скорее спортивный интерес.

Наступила вторая фаза разборок полёта: что с этим можно сделать? Получив достаточную порцию удовольствия от мазохизма, пришёл к следующим результатам:

1. Изменение в НЧ или ВЧ звене изменяет АЧХ на СЧ.
2. Изменение в СЧ звене тупо меняет всю АЧХ.
3. Изменения номиналов никак не способны устранить основные недостатки фильтра, это заложено в конструкцию.
4. Изменения АЧХ при подборе номиналов непредсказуемы.
5. Не хватает элементов для управления формой АЧХ.
6. Следует отдать должное автору: при такой конфигурации фильтра лучше не получация! Человек намаялся порядком…

…И тут пришла идея про порядок, и я сочинил параллельный фильтр первого порядка под этот комплект динамиков:

Его АЧХ:

По-честному, в НЧ звене фильтр «полторашного» порядка. С НЧ и СЧ порядок как бы навели – раздел на 700 Гц, а вот ВЧ – напоминает график выше (и проблема та же…), только ниже резонанса скат круче и на 1 кГц имеем -19 дБ относительно 10 кГц. Да, деталей на 3 штуки больше.) Зато частоты раздела играют, можно независимо изменять АЧХ звеньев, и высокие появились! ЧХ сопротивления – вообще супер. Если уж первый порядок, то точно не последовательный фильтр!

 Но вернёмся к нашему барану и… прибавим ему деталюшек:

Вот что получилось:

Уже лучше 1-го порядка! Частоты раздела приблизительно 600 Гц и 6 кГц, резонанс ВЧ задавлен на -7,5 дБ относительно 10 кГц. Завал на 2 кГц равен -17 дБ относительно 10 кГц. Средний уровень СЧ-ВЧ я не поднимал на 1 дБ, так как в ВЧ звене уже не осталось гасящих резисторов, и этого сделать просто нечем. В этой схеме ПАС на СЧ дин также практически не изменит АЧХ фильтра, так как параллельно динамику уже стоят 8 Ом, выравнивающие пик сопротивления на частоте резонанса, но амплитуду колебаний уменьшит за счёт падения добротности.  ЧХ сопротивления, конечно, немного хуже, чем у родного NIVAGA. Всё же, не смотря на определённый прогресс, я не могу рекомендовать даже этот вариант для повторения. Последовательный фильтр не позволит без компа и измерительной аппаратуры подстроиться под особенности АЧХ динамиков, он страшно жёсткий в этом смысле. Как его подобрал автор – автор его знает.

С моей колокольни могу посоветовать схему параллельного фильтра (получилась из схемы S-90 без букв) в качестве базовой для S-90-подобной линейки динамиков:

Дальше – на вкус и на цвет товарищи разные, как говорил знакомый-каннибал.) Например, если есть 6ГДВ-4, верхний раздел делаем 4,2 кГц, если мягкий купол с резонансом 2 кГц или ниже – соответственно ещё ниже и т.д.

Примечание: полярности динамиков проверять на реальной АС!

Автор: Марков Николай