а)

б>

Рис. 2.3. Зовнішній вигляд готового горна з пінопласту

Застосування фольги – це вдалий компроміс. Маючи незначний вага, більшу щільність та високу акустичний опір, вона точно копіює внутрішню поверхню горна. При-цьому повністю відсутня металевий призвук, характерний для рупорів, зроблених з металу. Якщо все ж не вдасться знайти підходящу фольгу, можна обробити поверхню грунтовкою з подальшим покриттям лаком. Лак не повинен розчиняти пінопласт. (Зворотну сторону головки закриваємо ковпаком, його форма і розміри підбираються експериментально за смаком і кращій якості відтворення. Для тих, хто хоче закрити голівку «фірмовим» хвостом Трактриса, привожу його розміри, табл. 2.2. .

Таблиця 2.2. Перетину хвоста Трактриса

Довжина (мм)

Радіус (мм)

Довжина (мм)

Радіус (мм)

260

32,6

390

15,9

270

30,8

400

15

280

29,1

410

14,2

290

27,6

420

13,5

300

26,1

430

12,7

310

24,7

440

12,1

320

23,3

450

11,4

330

22,1

460

10,8

340

20,9

470

10,2

350

19,8

480

9,7

360

18,7

490

9,2

370

17,7

510

8,7

380

16,8

520

8,2

Ось тепер можна включати, слухати, експериментувати, порівнювати. Навіть така проста система дозволяє відчути велику різницю в характері відтворення звуку між традиційними і рупорними АС. Що ж ми чуємо? Частоти нижче 300 Гц, як і слід було очікувати, відтворюються слабо. Зате середні частоти аж до 10 кГц і вище – просто пісня. Перше, що хотілося б відзначити, – висока детальність і динаміка музичного вороізведенія. При прослуховуванні добре знайомих записів на цій АС з’являлися нові звуки, фрагменти, які раніше були непомітні. Зникли призвуки, виконання стало «чистіше». Стало можливим розрізняти окремі інструменти, навіть якщо вони звучать дуже тихо на загальному тлі. Складалося враження, що звук просто «виливається» з горна, не зустрічаючи на своєму шляху ніякого опору.

Після численних експериментів було вирішено перейти до більш якісної конструкції. Від простого – до складного.

Грамофон – це не розкіш, а джерело звуку

Кінцевий результат роботи наведений на фотографіях (рис. 2.4, 2.5). Конструкція являє собою активну АС, що складається з горна, сабвуфера і підсилювача. АС стилізована під старовинний грамофон.

Рис. 2.4. Зовнішній вигляд активної рупорної акустичної системи

Рис. 2.5. Зовнішній ВВД лампового підсилювача і сабвуфера

Горн

Для розрахунку сегментів горна скористаємося все тією ж Tractrixl2. Вибираємо нижню частоту 230 Гц, довжину горна 80 см, кількість граней 12. Матеріалом для виготовлення горна служить тришарова фанера, її товщина 3 мм. Отримуємо таблицю розмірів сегментів, табл. 2.3.

Таблиця 2.3. Розміри сегментів горна

Рис. 2.6. Основні розміри сегментного горна (а, б) н шаблон сегмента (в)

Для наочності наведемо малюнок, що пояснює розміри сегментного горна (рис. 2.6, а, б).

За розмірами, наведеними в таблиці, вирізаємо з цупкого картону шаблон сегмента довжиною 40 см (рис. 2.6, в).

Для креслення шаблону користуємося значеннями Хр ^ і b з табл. 2.3. Шаблон нам необхідний Для точної розмітки вирізуваних сегментів. На аркуші фанери, обводячи шаблон, креслимо дванадцять сегментів горна. При такій довжині горна вхідний отвір буде відповідати діаметру тревдюймового динаміка. Фаска сегмента, для щільного прилягання до сусідніх сегментах, повинна мати нахил 15 градусів. Полотно електролобзика необхідно нахилити на цей кут і різати фанеру під цим кутом. Виготовивши 12 сегментів і уважно оглянувши їх, переходимо до наступної операції.

Далі для виготовлення горна необхідно зробити пристосування (рис. 2.7). Его оснащення для здавлювання горна в осьовому напрямку і надання йому потрібної форми.

Сегменти горна нумеруються і вставляються в оснащення. На верхню частину надягаємо обтискні 12-гранні кільця. Металеві стягнуті хомути типу «поросячий хвіст» застосовувати не рекомендується:

Рис. 2.8. Конструкція стяжного хомута

вони сильно деформують поверхню. Кільця виготовляються з 6-мм фанери (рис. 2.8). Отвір має бути дванадцятигранному. Поверхня внутрішнього торця має невеликий нахил для кращого прилягання до тіла горна. Трьох кілець різного діаметра буде достатньо.

Повільно затягуємо верхню гайку, сегменти при цьому почнуть прогинатися, займаючи правильне положення. Верхня частина горна вийде відразу, кільця швидко її сформують. Найважче фанера гнеться біля основи горна, де максимальний діаметр і крутий вигин. Це місце обробляється по колу парою. Пара з чайника по шлангу подається до згинається поверхні. Фанера, пропарившись, стає податливою і поступово приймає потрібну форму. Парити сегменти треба не поспішаючи і по колу.

Необхідно постійно контролювати процес формування і поправляти тонким лезом торці сегментів. Вони повинні прилягати одне до одного щільно, без видимих ​​на око щілин. Після формування даємо просохнути тілу горна в стислому стані і наносимо із зовнішнього боку епоксидний клей. Проклеюємо грані і лінії стику. Необхідно стежити за тим, щоб не приклеїти горн до основи. Через 24 години відкручуємо гайку і виймаємо горн. Ще раз проклеюємо з обох боків лінії стику сегментів. Після висихання клею обробляємо поверхню наждачним папером. Після стягання і склеювання горн в оснащенні має вигляд, як на рис; 2.9.

Рис. 2.9. Зовнішній вигляд склеєного горна

Рис. 2.10. Виготовлення тильній частині горна

Таким же чином виготовляємо хвіст горна. Його розміри починаючи з 400 мм-наведені ‘в табл. 2.3. Для цього доведеться виготовити ще один комплект оснащення: опорну шайбу, що стягують кільця, шаблон і т. д. Лінійні розміри хвоста не мають різких перепадів і його виготовлення буде простим і приємним. Довжина зібраного горна становить 80 см і для зменшення його лінійного габариту закручуємо хвіст в півкільце. Для цього треба розрізати хвіст під кутом, перевернути відрізану, частина на 180 градусів і приклеїти встик (рис. 2.10). Для початку краще проробити це на паперовій моделі за допомогою ножиць. Так можна підібрати оптимальні відстані і кути.

В кінець хвоста вставляємо невелику поролонову пробку і приклеюємо декоративний ковпачок. Після того як всі деталі горна будуть відшліфовані, їх можна обробити морилкою і покрити безбарвним лаком не менше трьох разів.

Елёкгродінаміческая головка

В якості електродинамічної головки вже не підходить динамік «без роду і племені». Потрібен джерело солідніше. Вибираємо широкосмуговий тридюймовий Fostex FE87E. На Madisound.com він коштує $ 28, без доставки. Повірте, він того вартий: ювелірне виконання, амплітудно-частотна характеристика лінійна від 120 Гц до 30 кГц; за всіма параметрами він якраз підходить для нашої конструкції. Динамік встановлюється між двох дерев’яних шайб, приклеєних до торців горна і його хвоста. Зовнішній вигляд готового горна представлений на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Зовнішній вигляд зібраного горна

Після складання можна виміряти амплітудно-частотну характеристику вийшла акустичної системи. Для цього використовується вимірювальна апаратура фірми «АСО». Вона складається з півдюймової мікрофона, високовольтного інтерфейсу «Acoustical interface Caution-200» ї акустичного калібратора. Дані оброблялися в SpectraLAB. Дозвіл спектрального аналізу 1,4 Гц. Кількість точок FFT-32768, Sampling Rate (частота дискретизації) – 44100 Гц. На рис. 2.12 представлені результати вимірювання АЧХ.

Рис. 2.12. АЧХ горна за вимірюваннями в SpectralAB

Виміри проводилися в закритому приміщенні, при потужності, що підводиться 1 Вт і на відстані 1 м. Форма вимірювального сигналу – синус, частота плавно змінювалася в діапазоні 20 Гц – 20 кГц. Послідовно з динамічною голівкою підключений неполярний конденсатор 22 мкФ. При вимірюванні на білому або рожевому шумі характеристика набуває вигляду рівної лінії.

Корпус

Корпус сабвуфера, в якому розміщений підсилювач та акустичний смуговий фільтр має не менш складну і цікаву конструкцію. Він виготовлений з 10-мм фанери у вигляді дванадцятигранного циліндра, рис. 2.13.

На дні корпусу знаходиться низькочастотна головка виробництва JBL. Корпус являє собою несиметричний смуговий фільтр шостого порядку. Він має крутизну характеристики 4-го порядку в області низьких частот і 2-го порядку в області високих частот. Така конструкція називається Бандпасс і складається з двох камер. Перша камера має два порти фазоінвертора і налаштована на частоту 50 Гц (рис. 2.13, а, б), в ній розміщена низькочастотна головка. Друга камера являє собою обсяг, укладений між дном корпусу і плоскою поверхнею, на яку встановлюється вся систе-

«)

б)

Рис. 2.13. Корпус сабвуфера і підсилювача

Рис. 2.14. Корпус в розрізі

Рис. 2.15. Зовнішній вигляд корпусу в зборі ма. Висота ніжок корпусу регулює обсяг другої камери, а їх ширина і кількість – площа кільцевої щілини. Обсяг другої камери дозволяє управляти значенням верхньої частоти фільтру. На кресленні рис. 2.14 представлені габаритні розміри і ключові обсяги. На рис. 2.15 показаний зовнішній вигляд корпусу в зборі.

Підсилювач

Підсилювач зібраний за класичною пентодной двотактної схемою (рис. 2.16). В якості фазоінвертора використовується межкаскдцний трансформатор. Платою за простоту є низький вхідний опір підсилювача, 600 Ом, тому він повинен працювати від досить потужного джерела. Якщо важливо мати стандартне вхідний опір підсилювача 47 кому, то можна зібрати фазоінверторний каскад на додатковій лампі по будь-якій з широко відомих схем.

Вихідний трансформатор розміщений на верхній кришці корпусу, силовий і Межкаскадная – на дні корпусу. На внутрішній стороні верхньої кришки пригвинчена фолиірованная стеклотекстолитовую пластина. Ця пластина служить своєрідним екраном, до неї припав всі «земляні» ланцюга. Трансформатори максимально віддалені один від одного, і їхні осі котушок розташовані вздовж взаємно перпендикулярних площин.

Оскільки весь комплекс витриманий в старовинному стилі, підсилювач був зібраний з деталей старого англійського радіоприймача. Проте він буде прекрасно працювати і на сучасних деталях. У ламп 6K6-GT немає вітчизняного аналога, але це не має принципового значення. Без зміни режимів і параметрів на цьому місці можуть працювати 6V6 або 6П6С. Оптимальне анодное опір для них при анодній напрузі 285 В становить 8 кОм. Струм анода слід встановити в межах 35 … 40 мА. Напруга між сіткою і катодом при цьому складе близько 15 В. Пара ламп може віддати в навантаження до 10 Вт Якщо підвищити напругу живлень до 350 … 400 В, то можна застосувати і 6ПЗС, а також 6П7С або Г807.

Блок живлення повинен забезпечувати наступні напруги: два накальних – 5 В (2 А) і 6,3 В (1 А) і одне постійне, 285 В (100 мА) .. Якщо використаний двохполуперіодний Кенотронний випрямляч, то анодная обмотка повинна забезпечувати напругу 300 + 300 В при струмі 60 … 70 мА. Габаритна потужність трансформатора дорівнює 60 Вт.

Як ізвертно, силові трансформатори для аудіо повинні мати знижену ‘магнітну індукцію. Тому можна використовувати Ш20х40 з вікном 20 χ 50, який при звичайних застосуваннях має потужність близько 80 Вт.

Рис. 2.16. Принципова схема підсилювача

Силовий трансформатор має наступні обмотки:

1) 1218 витків діаметром 0,4 мм;

2) екранна обмотка – 1 шар дроти 0,2 … 0,4 мм;

3) 1835 + 1835 витків діаметром 0,2 мм;

4) 39 витків діаметром 0,71 мм;

5) 31 виток діаметром 1,0 мм.

Ізоляція між первинною і екранної обмотками виконується кабельної папером. Двох шарів товщиною 0,08 мм буде достатньо. Можна застосувати лавсанову плівку. Загальна товщина лавсановою ізоляції повинна бути не менше 0,1 мм. Екранна обмотка служить для зменшення перешкод, що проникають з мережі. Вона виконується або у вигляді одного шару обмотувального проводу, або у вигляді одного незамкнутого витка з тонкої фольги. Екран підключається до корпусу пристрою.

Високовольтна обмотка ізолюється також кабельної папером в 2-3 шари. При укладанні багатошарових обмоток слід застосовувати міжслойна ізоляцію з конденсаторного паперу (товщиною 0,02 мм) або лавсановій стрічки.

Якщо мотати накальной обмотки виток до витка, то вони не займуть шар цілком, що небажано. Тому їх потрібно мотати пухко, з невеликим кроком. Ізоляція між двома накальной обмотками має бути розрахована на 500 В, тобто ті ж 2 шари паперу.

Просочувати котушку трансформатора можна в парафіні або в будь-якому масляному лаку. Паперова ізоляція просочується дуже добре, плівкова – значно гірше.

Вихідний трансформатор намотаний на такому ж осерді Ш20х40, товщина пластин 0,35 мм. Первинна обмотка має 4100 витків і розділена на 4 секції, які з’єднуються послідовно: 550 + 1000 + 1000 + 550 · (табл. 2.4). У верхньому плечі по схемі використані 1 і 5 секції, в нижньому – 3 і 7. У проміжках між секціями первинної обмотки розміщені секції 2, 4, 6 вторинної обмотки, що працює на широкополосную голівку. Всі три з’єднуються паралельно. Обмотка 8 для сабвуферной головки мотається останньої. Сердечник збирається вперекришку. Просочувати його краще цілком, після перевірки.

Таблиця 2.4. Намотування вихідного трансформатора

В якості вхідного трансформатора використаний вихідний трансформатор від лампового звукового генератора. Він включається «навпаки», низкоомной обмоткою на вхід, а колишня первинна обмотка підключена до сіток. Його коефіцієнт трансформації по напрузі дорівнює приблизно 5. Це означає, що для отримання максимальної потужності вхідна напруга має бути близько 2 В еф.

При підборі вхідного трансформатора з числа доступних слід врахувати, що звичайні лінійні (600-омні) трансформатори тут не підійдуть, оскільки вони розраховані на-рівень 0,775 В. Найкращим варіантом буде самостійне виготовлення. Зазвичай вхідні трансформатори намотуються на кільцевих пермаллоєвих сердечниках. Висока проникність дозволяє забезпечувати потрібну індуктивність обмотки при невеликій кількості витків. Зі зрозумілих причин, такі сердечники малодоступні, тому можна використовувати звичайний сталевий Ш або ШЛ сердечник з пластинами завтовшки не більше 0,35 мм. Мінімальний розмір сердечника, при якому обмотка матиме розумну кількість витків, – Ш16х25. Такий типорозмір мають вихідні трансформатори від лампових телевізорів.

Первинна обмотка має 5 секцій по 850 витків, з’єднаних паралельно. Вторинна – 2200 + 2200 діаметром 0,14 мм. Вся вторинна обмотка розбита на б секцій, з’єднаних послідовно. Схема намотування приведена в табл. 2.5.

Таблиця 2.5. Намотування вхідного трансформатора

Ізоляція між обмотками може бути виконана з тонкої конденсаторного паперу. Таку ж потрібно прокладати при намотуванні секцій, через кожні два-три шари дроти.

Сердечник збирається без зазору, вперекришку. Вхідний трансформатор можна не просочувати.

Можливо, багатьом здасться невиправданим застосування лампового підсилювача в цій конструкції. Звичайно, виготовити транзисторний, а то й інтегральний підсилювач простіше. Але справа навіть не в стильовому рішенні. Пентодная підсилювач має досить високий вихідний опір, кілька Ом. У багатьох випадках це покращує лінійність електроакустичного перетворення динаміком, підключеним безпосередньо до виходу підсилювача.

Результати прослуховування

При використанні монофонічного підсилювача говорити про стереопанорама або ширині сцени не доводиться, та й у глибину сцена не може бути ешелонована через відсутність у звуці фазової компоненти. Однак, як не дивно, звучання цього моноблока дає досить чітку «картинку» звуку. Взагалі, монозвук є нетривіальним явищем, не дарма ж деякі «зубри» аудіофіли захоплюються ним і знаходять у ньому щось нове і важливе.

Цікаво, що при досить пристойній гучності можна вільно розмовляти, музика не заважає говорити. Неначе звукова інформація надходить по двом незалежним каналам: один – музика, а другий – мова. Не знаю, характерно це взагалі для рупорної акустики або тільки конкретно для даного апарату – але ця особливість здалася мені дуже приємною.

На виході горна фронт звукової хвилі випрямляється і стає плоским. У промені горна (це зона шириною приблизно SO градусів) звуковий тиск розподілено рівномірно. По діагоналі кімнати, на шестиметровому видаленні, зменшення гучності на слух дуже незначно. Цікавий ефект виходить на відкритому просторі. У дворі грамофон можна направити на певний сектор, при цьому музика буде чутна тільки в цьому секторі, абсолютно не заважаючи сусідам. Можна входити і виходити з променя звуку.

Можливо, через відсутність фазових спотворень звук абсолютно не втомлює, він ніби живе сам по собі, навколо тебе і незалежно від тебе. При тому, що чути досить багато подробиць, зовсім не хочеться аналізувати звук – високі, низькі, середина …

Відомо, що для сприйняття не менш важливий і зоровий канал. При прослуховуванні часто доводиться дивитися на джерело звуку в надії отримати додаткову інформацію. Вид старовинного грамофона, незвичність і об’ємність його форм гіпнотизують і зачаровують. Хочеться підійти ближче і зрозуміти, як він ТАК звучить? Обдурене свідомість підказує, що «це» не може так звучати, але, слухаючи, переконуєшся у зворотному, щиро дивуючись. Особливий ефект викликає видиму відсутність низькочастотного динаміка, здається, що весь спектр частот випромінює ropjH. Низькі частоти, внаслідок великої довжини хвилі погано піддаються локації, і зрозуміти, звідки вони беруться, важко.

Музика захоплює, і при прослуховуванні хочеться тільки одного розслабитися і слухати, з чашкою кави і сигаретою. Найбільше виграє музика, спочатку призначалася для подібних засобів звуковідтворення. Джаз, як інструментальний, так і акустичний, – ось стихія цього апарата. Рок звучить незвично, але не агресивно, адже важко очікувати драйву від 3-дюймового динаміка.

Для повноцінного стереозвуку потрібен другий моноблок, тоді буде легше конкретизувати враження. Для покоління, що виросло на стереозвуці, саме він є еталоном.

У планах – конструювання нової системи, уже стерео, основною частиною якої буде безсумнівно горн. На розробку і конструювання грамофона пішло півроку. Ця модель призначалася для експериментів та перевірки нетрадиційних ідей. У такій нелегкій і цікавому занятті мені допомагав радою та розрахунками Євген Васильченко. Велике йому спасибі!

З нетерпінням чекаю від Вас, дорогий читачу, продовження цього захоплюючого експерименту.

Упевнений, що відкриються нові цікаві особливості та можливості.

Джерело: За редакцією А. Я. Гріфа, Оригінальні схеми і конструкції. Творити разом! – М .: СОЛОН-Пресс, 2004. – 200 с .: іл. – (Серія «СОЛОН – радіоаматори», вип. 23)