Модернизация 6 АС-2: создание акустики круговой направленности 360°

Меломаны знают, что многие пространственные стереоэффекты недоступны обычным фронтальным колонкам. Отличительная особенность данной системы в том, что она излучает звуки на 360° вокруг себя. Отражаясь затем со всех сторон, они создают объемную звуковую среду. Даже давно знакомые записи звучат теперь по-новому, получив совсем иную окраску, насыщенную различными оттенками. Если вы ищете способ улучшить звучание, возможно, вам будет интересно ознакомиться с опытом создания лабиринтной акустической системы, которая также решает задачу качественного пространственного звука.

Я давно присматривался к колонкам системы пространственного звучания. Изучал специальную литературу и провел целое исследование в Интернете по ключевым словам «пространственная акустика 360°», «акустика круговой направленности», «акустическая система пространственного звучания» и прочим словосочетаниям этой тематики. И решил сделать такую систему самостоятельно, взяв за основу колонки . Этими излучателями в советские времена комплектовались популярные проигрыватели «Мелодия 103м». У колонок хорошие корпуса из качественной фанеры, литые каркасы низкочастотных динамиков и резиновые подвесы диффузоров, что выделяет их на фоне современной «пластмассовой» китайской акустики. Недорого приобрести их можно на вторичном рынке (а если не получится купить готовые, то изготовить ящики по указанным на чертежах размерам тоже не такая большая проблема). Предлагаемая модернизация позволит дать старым коаксиальным колонкам «новую жизнь» и порадовать себя качественным звуком.

Доработка корпуса и фазоинвертора

Начинаем с доработок корпуса. Для этого колонка полностью разбирается, за исключением внешнего клееного фанерного ящика. Все швы по стыкам соединений стенок и дополнительных деревянных уголков изнутри промазываются клеем ПВА. После просушки внутренние стенки колонки оклеиваются тонким войлоком (подойдет материал от солдатской шинели).

Нижняя часть

На нижней панели устанавливается фазоинвертор. В качестве туннеля фазоинвертора я использовал отрезок картонной гильзы от бумаги для рулонного принтера (плоттера). Ее диаметр оказался как раз подходящим. Одним концом он вклеен в заднюю стенку, а другой его конец закрыт куском капрона, который крепится резиновым кольцом, отрезанным от велосипедной камеры. Таким образом, осуществляется демпфирование и защита от попадания внутрь ящика мусора и насекомых. Перед закрытием фазоинвертора капроном задняя стенка и труба фазоинвертора были окрашены черной матовой нитрокраской из баллончика.

Изготовление кроссовера

Кроссовер (блок частотных фильтров):

1. основание (фанера или ДСП);
2. монтажный лепесток (10 шт.);
3. стяжка ФС-16 (оцинк.);
4. саморез 3×14 (10 шт.);
5. хомут-стяжка (пластик);
6. площадка под винт для крепления стяжек.

Подключение элементов частотного фильтра (кроссовера) и динамиков показано на принципиальной схеме. Так как НЧ-динамики устанавливается в колонки в перевернутом состоянии и воспроизводит обратной стороной диффузора, то относительно первоначальной схемы их полярность меняется на обратную, а полярность ВЧ-динамиков остается прежней. Для более глубокого понимания настройки фильтров рекомендую изучить опыт доработки фильтра 35 АС-018 с родными динамиками.

Для удешевления конструкции кроссовера были применены: конденсатор С1 9 мкФ/250 В, компенсационный от светильников с люминесцентными лампами; конденсаторы С2 и С3 – составлены из двух конденсаторов МБМ 1 мкФ/160 В. В качестве провода для намотки бескаркасных катушек индуктивностей L1 и L2 использован двойной провод-бифиляр, извлеченный из примерно 20-метрового куска компьютерного кабеля Ethernet UTP с толщиной медной жилы 0,5 мм. При разборке кабеля получается четыре отрезка сдвоенных проводов, которыми мотаются четыре (две на каждую колонку системы) одинаковых катушки индуктивности по 150 витков.

Акустическая система круговой направленности на базе 6 АС-2:

1. колпак;
2. винт М5х60;
3. саморез 3×20 (4 шт.);

4. уголок (дерево, 12 шт.);
5. кроссовер (блок частотных фильтров);
6. гайка врезная М6 (4 шт.);
7. саморез 3×20 (4 шт.);
8. шпилька М6х90 (4 шт.);
9. стойка (муфта полипропиленовая, 4 шт.);
10. гайка колпачковая М6 и гайка (4 компл.);

11. нижняя панель 149x149x12 мм (фанера);
12. ВЧ-динамик 3 ГД-2;
13. конус (лиственница);
14. НЧ-динамик 10 ГД-34;
15. стенка колонки (фанера, S11 мм, 4 шт.);
16. фазоинвертор;
17. шильдик;

18. верхняя панель 140x140x15 мм (фанера);
19. подставка (фанера);
20. саморез 4х13 (4 шт);
21. шайба (Ст., 4 шт.);
22. площадка под винт крепления стяжек;
23. гайка М5 и шайба (8 компл.);
24. винт М4 и шайба (4 компл.).

А – вид сверху со снятым колпаком;

Б – вид сверху со снятой верхней панелью.

Принципиальная схема подключения динамиков и элементов частотного фильтра:

Монтаж кроссовера на нижней панели:

Разборная оправка для намотки катушек индуктивности:

Для намотки катушек индуктивности изготавливается разборная оправка из фанеры. Она крепится в патрон дрели или в другом подходящем устройстве. Перед намоткой в прорези оправки нужно вставить обрезки проводов, которыми затем будут стянуты витки катушки.

Наматывать катушки следует аккуратно, стараясь укладывать виток к витку. После намотки оправка разбирается, витки плотно фиксируются изолентой, а вспомогательные провода убираются. Готовые катушки индуктивности L1 и L2 имеют такие параметры: внутренний диаметр – 40 мм; внешний диаметр – 60 мм; высота – 34 мм; сопротивление – 0,7 Ом; индуктивность – 0,38 мГн.

Монтаж схемы кроссовера выполнен на основании из ДСП. Катушки индуктивностей закреплены на нем пластиковыми хомутами-стяжками. Конденсатор С1 притянут стяжкой к заранее установленной на саморезе площадке. С боков основания, а также сверху него установлены монтажные лепестки. К ним подпаяны конденсаторы С2, С3 и провода, идущие к динамикам. Все соединения выполнены проводом ШВВП 2×0,75.

Собранный кроссовер закреплен на нижней панели колонки с помощью стальных мебельных уголков. Чтобы саморезы не вышли наружу, под них подложены дистанционные шайбы. Провода для подключения колонок (ШВВП 2×0,75) припаяны к соответствующим монтажным лепесткам и выведены в отверстие «Ввод кабеля от УНЧ».

Также в нижней панели сделаны отверстия под врезные гайки, к которым крепится подставка. После установки этих гаек панель притягивается к корпусу колонки саморезами.

Подставка изготовлена из двух склеенных между собой фанерных пластин толщиной по 15 мм. Она покрыта шпаклевкой и окрашена в коричневый цвет. К колонке подставка крепится шпильками М6, пропущенными через трубчатые стойки из полипропилена. Нижние концы шпилек закрыты колпачковыми гайками, которые служат ножками.

Верхняя часть и излучающий блок

Каждая колонка акустической системы укомплектована двумя динамиками: низкочастотным и высокочастотным . Перед использованием их необходимо обследовать на предмет целостности и работоспособности.

Поскольку НЧ-динамики будут стоять перевернутыми, то для придания презентабельного вида, и чтобы они не блестели через декоративную ткань, их каркасы и магниты нужно покрасить в черный матовый цвет. Для защиты диффузоров в процессе окраски отверстия в каркасе заклеиваются малярным скотчем, а непрокрашенные места замазываются черным маркером.

Если НЧ-излучателю в данной системе звукорассеивающий конус не нужен – его роль выполняет диффузор, то для ВЧ-динамика он необходим. Существует несколько возможных способов его изготовления – они описаны в литературе, я же использовал собственную технологию. Выпилил из доски лиственницы толщиной 20 мм два диска диаметром 50 и 100 мм, которые склеил (соблюдая соосность) между собой. В основании будущего конуса сверлом Форстнера сделал выборку диаметром 35 мм и глубиной 5 мм – она необходима, чтобы в последующем конус лег на выступающие части магнита НЧ-динамика. Затем из заготовки на токарном станке был выточен конус в соответствии с указанными на чертеже размерами. Четыре резьбовых отверстия М5 служат для установки винтов-стоек, на которых будет расположен ВЧ-динамик. Конус обработан акриловой шпаклевкой и окрашен из баллончика в черный глянцевый цвет.

Установка ВЧ-динамика на конусе:

В верхней панели имеются отверстия для вывода проводов:

ВЧ-динамик крепится к звукорассеивающему конусу на четырех винтах. С помощью гаек расстояние между острием конуса и куполом диффузора динамика выставляется равным примерно 3 мм. После этого винты-стойки окрашиваются в черный цвет.

Верхняя панель колонки выпилена из фанеры и обработана так же, как и нижняя панель. НЧ-динамик крепится к ней винтами магнитом вверх. Конус с ВЧ-динамиком фиксируется на магнитной системе НЧ-динамика двухсторонним скотчем.

В верхней панели есть два отверстия для вывода проводов. Крепится панель к корпусу на саморезах.

Блок динамиков в сборе:

Колпак излучающей части колонки изготовлен по приведенному чертежу. Каркас из четырех стенок, основания и четырех брусков собран на клее ПВА, обработан напильником, наждачной бумагой, зашпаклеван и окрашен в черный цвет. После чего он был обтянут черным капроном средней плотности (использовались колготки 40 den). Сверху капрон зафиксирован с помощью степлера скобами, а снизу – подвернут вовнутрь и приклеен.

Колпак:

1. крышка (фанера);
2. капрон;
3. основание (фанера);

4. стенка (фанера, 4 шт.);
5. брусок 11×11 мм (сосна)

Процесс изготовления каркаса колпака:

Каркас колпака обтянут черным капроном средней плотности:

Финальная операция – установка крышки. Она сделана из фанеры, окрашена в коричневый цвет и крепится к колпаку саморезами.

Колонка круговой направленности:

Полученная в результате модернизации акустическая система имеет круговую характеристику направленности в горизонтальной плоскости для всего рабочего диапазона частот и следующие технические характеристики:

Рабочее положение АС: вертикальное
Номинальное сопротивление: 4 Ом
Номинальная мощность: 6 Вт
Номинальный диапазон частот: 63 – 18000 Гц
Габариты до модернизации: 157x157x300 мм
Габариты после модернизации: 157x157x545 мм
Масса: 4,7 кг

Ну и вместо заключения хочу привести цитату из «Воспоминаний» Сергея Давыдовича Батя – автора книги «Любительские громкоговорители», которая вдохновляла меня и очень помогала в работе. Надеюсь, пригодится она и другим самодельщикам.

«Построение громкоговорителей бытового назначения, как мне кажется, является стремлением создать приемлемую иллюзию звучания музыки. Я не знаю, как по-другому определить попытки заставить несколько кусочков бумаги (фольги, полипропилена, керамики, пропитанного шелка и тому подобное) звучать подобно симфоническому оркестру. Создание иллюзии, обеспечивающей эмоциональную вовлеченность слушателя, мне кажется, кроме инженерных средств, требует еще чего-то, близкого к искусству. Завязка на эмоциональный мир слушателя при попытке создания приемлемой иллюзии приводит в область индивидуальных предпочтений, которая может показаться инженеру весьма странной. Иррациональный мир индивидуальных предпочтений с одной стороны, требует от разработчика громкоговорителей внимания и уважения, с другой стороны, может удивить странной терминологией, свойственной узкому кругу любителей, ориентированных на своего собственного гуру, который сформулировал все основные правила и рецепты «правильного подхода» типа: «Динамик должен дышать», «Фильтры можно применять только первого порядка», «Усилитель должно строить только на лампах» и т.п. Чтение «антинаучной