Попытка настройки цепи имени Цобеля

Практические рекомендации

Меня часто спрашивают: как настроить цепь Цобеля?

Этого толком никто не знает. Даже сам Цобель. Даже его соратник – инженер Пупин, с его пупинизацией телеграфных линий. Я тоже не знаю. Но, пытаюсь разобраться. С чисто электрической точки зрения. Поскольку с точки зрения электродинамического ГГ цепи Цобеля принципиально недостаточно для компенсации всей «кривизны» импеданса такого ГГ. Особенно «на ВЧ». А всё дело в том, что импеданс ГГ не представляет собой простейшей LR-цепи. Достаточно много в нём составляющих. Заканчиваются они токами Фуко в магнитопроводе магнитной системы. Поэтому, нормально работать любые фильтры будут лишь по приведению импеданса ГГ к чисто резистивному.

Но это всё лирика. Пока у нас ничего не скомпенсировано, предлагается хотя бы Цобеля настроить правильно (здесь тоже есть один вопрос, который в данное время изучается).

На рис.1 представлена принципиальная электрическая схема идеальной АС. Как видите, ГГ в ней представлены в виде резисторов. Собственно именно это (заменить реальные ГГ резисторами точно такого (Re) номинала) необходимо сделать при точной настройке фильтра для вашей АС. Когда эта операция произведена, остаётся лишь проверить (и при необходимости «уточнить») настройку фильтра. Для этого необходимо на клеммы 1-2 (см. рис.1)  подать синусоидальное напряжение с частотой равной частоте «раздела» в вашей АС. Затем нужно проконтролировать напряжение на выводах L1 и затем на выводах С1. При правильно настроенном фильтре значение этого напряжения составит –3 дБ от напряжения на клеммах 1-2 (см. статью соответствующую статью). Это и является критерием правильности настройки фильтра. При этом токи в нагрузках НЧ и ВЧ ветвей фильтра имеют задержку и опережение, относительно входного тока, соответственно на ±45 гр.

Предположим, что фильтр настроен точно. Тогда заменяем один из наших резисторов реальными ГГ (считается здесь, что все работы по подгонке сопротивления ГГ и их чувствительности уже выполнены). Например НЧ ГГ. Параллельно катушке ГГ включается цепочка имени Цобеля, представляющая собой резистор с сопротивлением постоянному току равным таковому у катушки ГГ, т.е. Re (именно ГГ, а не суммы сопротивлений катушки ГГ и подгоночного резистора) и конденсатора включенного последовательно этому резистору. Ёмкость этого конденсатора нам и предстоит выяснить.

Вновь подаём на входные клеммы АС 1-2 (см. рис.2) синусоидальное напряжение с частотой равной частоте «раздела» и контролируем напряжение на элементе фильтра (L1 для НЧ ГГ или С1 для ВЧ ГГ) соответствующем подключенному ГГ. Оно явно отличается от значения –3 дБ относительно напряжения на входных клеммах (1-2) АС. Подбираем значение ёмкости конденсатора в цепочке Цобеля до тех пор, пока не будет достигнуто отношение напряжений (-3 дБ)  на элементе фильтра (L1 для НЧ ГГ или С1 для ВЧ ГГ) к напряжению на входных клеммах АС (1-2). По окончанию настройки одной из ветвей фильтра заменяем второй резистор реальным ГГ и повторяем процедуру настройки.

В итоге мы добиваемся равенства импеданса реального ГГ на частоте «раздела» его сопротивлению на постоянном токе (Re).

Примечания:

  1. Практические значения ёмкости конденсатора в цепи Цобеля для НЧ ГГ находятся в пределах 4–50 мкФ, а для ВЧ ГГ: 0,2–8 мкФ. Хотя, возможны и отклонения. Ищите.
  2. Вполне вероятно, что рекомендация самого Цобеля относительно величины резистора (1,1 – 1,25 от Re) в цепи его имени окажутся справедливыми. Настроить цепь Цобеля можно при практически любом значении этого резистора. Исследования этого вопроса сейчас ведутся.
  3. Не забывайте контролировать напряжение на входных клеммах АС (1-2) в процессе настройки. Т.к. оно может изменяться при изменении параметров цепи Цобеля. Зависит от нагрузочной способности применённого генератора НЧ.
  4. Настройка данным способом точна лишь в «точке пересечения» (см. выше).

Автор работы: Евгений Бабиченко, 5 июня 2005, Одесса.

14 комментариев: Попытка настройки цепи имени Цобеля

  1. audiokiller пишет:

    Дело в том, что индуктивность звуковой катушки (ЗК) не постоянна, а немного зависит от частоты. Поэтому простой расчет может вызвать большой промах. Настройка на эквивалентном резисторе – тоже. В конце концов приходится настраивать на реальном динамике, и при этом подбирать и резистор, и конденсатор цепи Цобеля. Причем полной компенсации во всем частотном диапазоне ВЧ головки не получается. Компенсируешь в области частоты среза фильтра ВЧ, через который подключена ВЧ головка, чтобы он (фильтр) работал максимально правильно.
    ——————————————–
    Ребята! Извините – пятнистый глюк приключился! Я в своем комментарии написал ВЧ головка, но на самом деле набирал текст “НЧ/СЧ головка”!!!
    Как раз стыковка полос НЧ/СЧ и ВЧ динамиков требует на НЧ/СЧ обязательно ставить цепь Цобеля. А неопределенность индуктивности (точнее ее неравенство значению Le из документации) заставляет подбирать R и С врукопашную по кривой импеданса, а потом еще и снимать акустическую АЧХ, чтобы не промахнуться.

    Т.е. речь идет о НЧ/СЧ динамике, а не о ВЧ как у меня почему-то написалось. Для ВЧ динамика Цобель не нужен.

  2. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    В попытке укротить своенравное поведение профессионального басовика Цобель не справился с задачей, пришлось применить другое и уже неоднократно проверенное. Емкость и резистор, оба в параллель басовику. Результат совершенно иной и лучше намного. Цобель не прокатил.
    Резисторный шунт дает намного более ровную ачх и спокойный звук.
    Что касаемо ставить цобеля к пищалке -тут надо опыты проводить. Но нутро подсказывает, что время будет потрачено зря.

    • Марков Николай пишет:

      Получается второй порядок с убитой добротностью, типа Гаусса. Конечно будет отличаться от катушки с Цобелем. На ВЧ у первого крутизна ската дойдёт до -12дБ/октаву, у второго -6дБ/октаву.

  3. Марков Николай пишет:

    Мысль посетила. Для уменьшения уровня несильного дальнего пика у басовика попробовать катушку и ТОЛЬКО резистор в параллель динамику.

  4. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Работает прекрасно такой вариант, а добавка конденсатора- улучшает презенс, выделяя голос, за счет конденсатора подтяжка идет на участке 1000-1300гц.
    Резистор размывает этот резонанс до нормы.

  5. Марков Николай пишет:

    Мулькосимки по теме. Катушка – 1,3 мГн с активным 0,25 Ом по входу во всех случаях. Нагрузка – максимально точная схема замещения 75ГДН-1-4 (https://ldsound.club/index.php?threads/sxemy-zameschenija-dinamikov.475/post-15941). Итого катушка соло даёт около -2дБ/октаву в полосе задержания, всё зависит от поведения импеданса на СЧ/ВЧ. Добавка резистора в параллель увеличивает крутизну до -3…4дБ/октаву, добавка цепи Цобеля даёт -6дБ/октаву ровно и предсказуемо, 68 мкФ на землю даёт второй порядок и -12дб/октаву, резистор в параллель регулирует горб. Всё красиво и понятно.

    • SV пишет:

      Всё красиво, но интересно узнать график импеданса особенно при 68 мкФ + 0,3 Ом параллельно динамику – на СЧ усилителю не поплохеет?

      • Марков Николай пишет:

        Ну если интересует… Опаньки. А нишиша ЧХ сопротивления второго с резистором не хороша: просела до 2,3 Ома, потому что всего 5 Ом в параллель динамику. Не выполнил свою же рекомендацию. Итого счёт 3:4 не в пользу второго с малым резистором. А победитель – полторашник, однако.

  6. Марков Николай пишет:

    Параметры кривых те же. Вносимый фильтром фазовый сдвиг. Вариант с резистором в параллель и тут посередине между катухой соло и Цобелем. Второй порядок резко уходит в отрыв ещё в полосе пропускания. Рисунок интересен для понимания стыковки полос при разных ФНЧ.

  7. Марков Николай пишет:

    Кроме того, нехорошо ставить резистор в параллель динамику с сопоставимым с динамиком сопротивлением. Отдача на НЧ падает чувствительно. Вот пример. На 100 Гц убилось 1дБ отдачи при полном выравнивании горба, и это при катушке всего 1,3 мГн, намотанной толстенным проводом, активное всего 0,25 Ом.
    У варианта с Цобелем и допцепочкой два недостатка: больше деталей и невозможность регулировки резистором. Выше 1,5 кГц второй порядок режет круче.

  8. Марков Николай пишет:

    Спарринг с очевидным соперником – “полторашником”. Номиналы последнего подобраны до совпадения АЧХ на СЧ. Проигрыш последнему по НЧ,а горб от “эффекта накачки” – меньше. НО выиграл по меди (1,3 мГн против 2,1 мГн), и лучше ЧХ сопротивления. Очевидно, что второй порядок с резюком – не панацея. Хотя… он победил со счётом 4:2! Браво!
    Следовательно, в Кубиках можно применить полторашник, с улучшением уровня НЧ. Не задаром, за медь.

  9. audiokiller пишет:

    Саша, ты ведь басовик питал НЕ от транзисторного усилителя с низким выходным сопротивлением? Тот, который с параллельным конденсатором.

    Николай, симуляция не катит! Слишком большая погрешность. Индуктивность ЗК зависит от частоты и величины хода диффузора.

  10. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    От транзисторного, естессно. Под ламповый унч у меня другие колонки, там учтено.

  11. Марков Николай пишет:

    Индуктивность ЗК сильно зависит от частоты, знаю и использую в последнее время сложные схемы замещения. Похоже, Вы не читали моё сообщение шестью постами выше, а там ссылка на схему. А схема получена подбором вручную по максимальному совпадению с ЧХ сопротивления рабочего динамика. Но вот с погрешностью от хода диффузора не соглашусь. Ни разу в литературе не встречал поправок на амплитуду, всегда принимается, что средняя индуктивность за период равна таковой при малом сигнале, при измерении. Ну а если слушать при такой амплитуде, что средняя индуктивность значительно отличается от малосигнальной, то и гармоники просто зашкалят, тогда уже всё равно, на какую сторону сдвинута тюбетейка…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.