Электростатический громкоговоритель своими руками

Ссылка будет доступна через 0 сек.

Эта страница «Электростатический громкоговоритель своими руками» создана для пользователей, которые хотят найти руководства и инструкции, которые относятся к теме этого проекта «Портал бесплатных инструкций».

 

Содержание

Современный электростатический громкоговоритель

Последние годы характеризуются бурным развитием техники высококачественного звуковоспроизведения и бытовой звуковоиспрозводящей аппаратуры в частности. Немаловажное значение придается при этом дальнейшему совершенствованию громкоговорителей.

Поиски новых методов повышения качества звучания громкоговорителей заставили по-иному взглянуть на когда-то известные, а потом забытые принципы преобразования электрической энергии в звуковую. В полной мере это относится к электростатическим громкоговорителям с пленочной мембраной. Построенные в свое время образцы таких громкоговорителей имели весьма малый коэффициент гармоник, вполне приемлемых амплитудно-частотные и фазовые характеристики, а также высокую чувствительность. Однако из-за ряда трудностей технологического характера электростатические громкоговорители не получили широкого распространения.

В настоящее время конструкторы вновь вернулись к пленочным громкоговорителям и на современной материальной базе им удалось создать излучатели, позволяющие при прослушивании высококачественной музыкальных программ в домашних условиях создать эмоциональную атмосферу, не уступающую, по мнению экспертов, Электростатический громкоговоритель своими руками, атмосфере концертного зала.

Первый отечественный электростатический громкоговоритель был разработан в ИРПА им А.С. Попова в 1977 году. Речь идет о широкополосном электростатическом громкоговорители АСЭ-1 (рис.1), предназначенный для работы с усилительно-коммутационными устройствами высшего класса.

В отличии от зарубежных широкополосных электростатических громкоговорителей, в которых используется диэлектрическая пленка с особо высокоомным, обычно графитовым, покрытием (100 мОм/см 2 ), обеспечивающий постоянство заряда на мембране. В АСЭ-1 применена более легкая и эластичная (чем графитовая) металлизированная конденсаторная пленка из полиэтилентерефталата. Это позволило несколько улучшить акустические параметры громкоговорителя, но зато потребовало принятия специальных мер для обеспечения постоянства заряда на мембране. В АСЭ-1. кроме того, оригинальная эффективная частотно-разделительная цепь, функции индуктивности в которой выполняют обмотки и индуктивности рассеяния согласующих трансформаторов, Электростатический громкоговоритель своими руками, а функции емкости – собственная емкость их обмоток и самих излучателей. Все это, а также оптимальное расположение излучателей обеспечивало боле высокое, по отзывам слушателей, качество звучания, чем у аналогичного по размерам электростатического громкоговорителя «Quad ES » английской фирмы «Акустикал Меньюфэкчеринг Лимитед ».

Основные технические характеристики

Нетрадиционный излучатель своими руками

Народная мудрость:

«Гордая птица ёж.

Не полетит, пока не пнёшь».

Совместить роли ежа и его ускорителя в одном флаконе пришлось мне. Именно мой характер стал тем движком, который гонял мысли в моей голове и крутил руки–ноги в нужные стороны. Результатом деятельности стало самостоятельное изготовление нескольких динамиков. И затем уже комплекта акустических систем.

Теперь по порядку. Переехал я с семьей в другой город. Перед переездом продавались многие громоздкие вещи, в том числе и АС типа «Электроника 75АС-065». Это те, что с сапфировым напылением и никелевыми диффузорами. И вот через несколько лет проживания вдруг пришло осознание того, что в северные города бывшего СССР колонок подобного типа просто не завозили. Любая линейка 35АС – пожалуйста. Околокомпьютерная акустика – в любом магазине. А вот динамики с хорошим звуком (а тем более колонки) только через Интернет. А это дорого получается с доставкой. Да и психологический фактор того, что вдруг не то пришлют. Тупик.

В поисках благополучного разрешения ситуации обратился к информации, выложенной на аудио- форумах. Очень заинтересовали самодельные электростатические излучатели. Но дальше обмоточного провода дело так и не пошло — нет его в продаже в нашем городе. А из старых трансформаторов, Электростатический громкоговоритель своими руками, к сожалению два новых не намотаешь. Затем дошла очередь до излучателей типа «ленточные». Ведь все необходимые компоненты как оказалось можно запросто достать. Магнитики — из поломанных жестких дисков. Ленточку-диафрагму из старого конденсатора. Фанера продается в магазине. Мечта самодельщика система «Plug and Play»- подсоединяй все правильно и играй! Только нужно некоторые усилия приложить.

Как здорово, что усилия не пропали даром. И, судя по тому, как ведут себя источники звука, часть характера передалось двум ленточным динамикам. После предварительных испытаний оформил их в комплект акустических систем. Я назвал их «Альфитоны». Тем самым, нанеся оттенок родословной линии по основанию, на котором все собрано.

Теперь чуть подробнее. Большой родословный корпус это бывшие «Амфитоны» с динамиком 75ГДН-3. Сверху стоит самодельный ленточный сч/вч динамик. Частота раздела- 1 кГц. Фильтры 2-го порядка. Усилитель Агеева (25 Вт/ Кг-0,003%). Звуковая карта EMU0202.

Цвет колонок, да и весь дизайн не типичный для акустических систем, но ведь и колонки не заводские, а сделанные мной, поэтому имею право поломать парочку стереотипов и окрасить собственную акустическую систему в нестандартно яркий цвет, а комнату – в яркий звук.

Нормальным явлением считается, что любая самодельная акустическая система обладает индивидуальным звучанием. А вот чтобы акустическая система имела характер – это перебор. Например, такой момент. Включаю музыку. Играет. Вот только если «покрутить» её около двух часов, Электростатический громкоговоритель своими руками, то появляется звук (с большой буквы!). Я несколько раз пытался «разогреть» колонки, гоняя их на всю катушку. Ну не влияет их «прожаривание» на время «раздумывания». Еще наблюдения. Музыка играет «недостаточно громко», вот только с собеседником приходиться перекрикиваться и горло устает минут за десять таких разговоров. Получается что громкость вполне достаточная. Это еще не все. Ленточники «халтурят». Они откровенно молчат в паузах между звуками! Хотя ведь так и должно быть: нет сигнала — нет и звука. Но мозг возмущен таким звучанием. Где привычное наполнение в звуке «Пс-с-с-с…»? Словно спектр резко обеднел. Если слушать инструменты-скрипки, треугольник, колокольчики всякие – они играют, они есть. А привычное наполнение пропало. Обращаю внимание на слово «привычное». Привычный компьютер, привычный телефон, привычный звук. Привычный подъезд в доме. Может, стоит пересмотреть некоторые взгляды не только на звук, но и на привычные предметы, окружающие нас? Мне хватило пары дней прослушивания тогда еще макета излучателя, чтобы оценить звук. Конечно, бумажные 75ГДН «недотягивают» до «нового стандарта качества». Но если бы сейчас мне предложили пользоваться АС типа «Электроника-065», то я бы отклонил это предложение. Частично. «Басовики» ненавязчиво требуют замены на «Альфитонах».

К хорошему привыкаешь быстро. Качественный звук вызвал здоровые хлопоты по апгрейду фонотеки. То, что совсем недавно звучало хорошо и отлично, нынче не выдерживает избалованный слух. Минимальный стандарт мп3/320. Еще лучше «.flac». Вот такие у нас в доме живут «Альфитоны» с характером. Надеюсь, что их «оптимистический» дизайн не оставит никого равнодушным и поднимет настроение.

forum.cxem.net/index.php?app=blog&m odule=display&section=blog&blogid=106. Видео, на котором можно посмотреть/послушать как звучат "Альфитоны". Первая ссылка — активно двигал камерой, снимая то акустику (которая воспроизводила файл мп3/256 кб/с), то младшего своего сына: динамичная камера Вес-21Мб.

Вторая ссылка- четыре музыкальных фрагмента (первый — мпз/192 кб/с, второй и третий — 320 кб/с, четвертый в формате "flac" ), снятые камерой на штативе с расстояния 2.5 м от АС:Статичная камера Вес-25.5 мБ.

Статьи и обзоры

Я интересуюсь темой качественного звуковоспроизведения, успел почерпнуть кое-какие знания, и у меня возникло желание просветить публику о не слишком известной, но очень интересной и простой технологии — электростатических громкоговорителях, которые, собственно, и обратили мой интерес в сторону аудиотехнологий, тем более, что несколько раз они упоминались в комментариях, но никто не углублялся в подробности.

Martin Logan CLX

Что такое электростатический громкоговоритель? Это один из самых распространённых видов нетрадиционных звукоизлучателей, основанный на принципе электростатического взаимодействия. Его преимуществами являются чрезвычайная простота конструкции и недосягаемое для динамических громкоговорителей качество звука. Именно электростатики дают наименьшие искажения из всех типов звукоизлучателей.

История электростатических громкоговорителей

Электростатики были изобретены в Германии еще в 1880х годах, точная дата не известна. Поскольку тогда применялись чисто механические граммофоны, первые электростатики использовались в опытах по получению ультразвука. Только в 1915 году началось развитие электромеханического, а не чисто механического звуковоспроизведения. Тогда же начались эксперименты по применению электростатиков в звуковоспроизведении. В 1922 году родились ламповые усилители, и тут же была создана первая коммерческая акустическая система на электростатиках, предназначенная для озвучки кинотеатров. Тогда еще не были разработаны достаточно мощные магнитные материалы, и эффективность динамиков была ниже, чем электростатиков. Вскоре электростатики стали производить в заметных, для тех времен, количествах. Их конструкция еще отличалась от современных, по большей части, те статики были однотактными и давали далекий от идеала звук. В 1927 году Ганс Вогт создал двухтактный электростатический звукоизлучатель, который остался практически неизменным и по сей день. Но уже в 1930 году были созданы первые достаточно сильные ферромагнетики, и динамические звукоизлучатели быстро вытеснили все остальные технологии.

Проблемой первых электростатиков было отсутствие подходящего материала для мембраны, обычно использовалась алюминиевая фольга. Она не обладала достаточной прочностью и гибкостью, а кроме того, имена низкое сопротивление, что приводило к тому, что при пробое пленка просто сгорала. В 1950х годах появились первые прочные полимерные пленки, и уже в 1953 году Артур Янсен (Arthur Janszen) получил патент на первый практичный электростатический громкоговоритель. Началось возрождение статиков, Электростатический громкоговоритель своими руками, совпавшее с началом эпохи стерео. Но широкого распостранения статики так и не получили, оставшись уделом аудиофилов. В 1957 году появился QUAD ESL 57, настоящий долгожитель — он выпускался до 1981 года, и стал одним из самых широко распостраненных статиков. В 1981 его сменил ESL 63, пожалуй, самый известный из всех статиков, Электростатический громкоговоритель своими руками, решивший одну из проблем этого типа звукоизлучателей — узкую диаграмму направленности излучения.

QUAD ESL 63

В 1982 году на Чикагской выставке Consumer Electronics Show Гейл Мартин Сандерс и Рон Логан Сазерленд представили свою собранную в гараже систему CLS — решавшую ту же проблему более простым путем — использованием изогнутой панели. Их разработка получила приз за дизайн и конструкцию и вскоре появилась фирма Martin Logan, один из известнейших производителей электростатиков в мире.

Martin Logan CLS

Помимо полноразмерных АС, статики применяются и в составе традиционных АС в роли высокочастотных излучателей. В 1980х годах даже производились музыкальные центры с электростатическими «пищалками». Существуют и электростатические наушники. В 1960 году японская компания Stax начала производство первых наушников, Электростатический громкоговоритель своими руками, и по сей день остается практически единственным производителем. Мэтры наушникостроения, такие как Sennheiser, AKG, Koss также время от времени выпускали электростатические наушники, занимавшие стабильно наивысшее место в линейке, например — легендарные Sennheiser HEV-90, комплект из усилителя и наушников, Электростатический громкоговоритель своими руками, стоящий около 12 тысяч долларов.

Sennheiser HEV-90

А что же было в нашей стране? Надо сказать, что и в СССР статики разрабатывали и производили, да и до сих пор производят. В 1977 году в ИРПА им А.С. Попова был разработан первый отечественный электростатик АСЭ-1.

АСЭ-1

К сожалению, простой советский гражданин получил возможность приобщиться к миру электростатического звука только в 1988 году, когда в серию был запущен полноразмерный 25АСЭ-101 и династатическая АС 35АСДС-017, представлявшая собой гибрид из НЧ и СЧ секций от 35АС-018 и ВЧ панель от 25АСЭ-101.

25АСЭ-101

Советские статики имели не самую лучшую конструкцию, акустические трансформаторы и, кроме того, использовали толстую, 25 микрон, металлизированную лавсановую пленку («цветочная» упаковочная пленка), что вносило дополнительные искажения и понижало надежность, но тем не менее, на голову превосходили все остальные АС по качеству звука. После распада СССР 25АСЭ-101 была модифицирована, в частности, стали использовать 6 микронную высокоомную пленку для мембраны, переименована в «Статик», и выпуск продолжился. Сейчас выпускается, хоть и практически в штучных количествах уже «Статик-2М», весьма серьезная АС, по цене заметно ниже любых западных электростатических АС — около 4 тысяч долларов.

Статик-2М

Принцип работы электростатиков

Думаю, читателю уже интересно, что же это за такой волшебный электростатик. ) На самом деле, все просто и гениально. Вспомните школьный курс физики, электростатическое взаимодействие, одноименные заряды отталкиваются, противополоные притягиваются. Именно этот закон и лежит в основе принципа действия статиков.

Устройство электростатического звукоизлучателя

Между статорами — пластинами из перфорированного металла, покрытыми защитным лаком, предотвращающи пробои, натянута тонкая высокоомная мембрана из прочного полимерного материала, практически всегда используется лавсан, он же полиэтилентерефталат. К мембране приложено высокое (1-10кВ) напряжение поляризации, создающее на мембране электрический заряд. На статоры же подается звуковой сигнал высокого напряжения, простые усилители такого напряжения не развивают, поэтому для согласования используют трансформаторы. При этом мембрана начинает притягиваться к одному статоро и отталкиваться от другого, и наоборот. Движение мембраны приводит в действие воздух, который проходит сквозь отверстия в статорах.

Так работает электростатический звукоизлучатель

Такая конструкция имеет 2 основных фактора, обеспечивающих высокое качество звука:

Во-первых, электростатическое поле между статорами практически однородно, и на мембрану по всей ее площади воздействует одна и та же сила, вся мембрана двигается как единое целое, что обеспечивает постоянный поршневой режим на всех частотах, в отличие от динамиков, Электростатический громкоговоритель своими руками, где на высоких частотах происходит «излом» диффузора.

Во-вторых, масса пленки сопоставима, а обычно заметно меньше, чем масса прилегающего к ней воздуха, что обеспечивает практически полное отсутствие инерции — можно сказать, что звуковой сигнал передается непосредственно воздушной массе. В динамиках же масса подвижной части намного выше массы воздуха, и они «не успевают» за звуковым сигналом.

По своей сути, статик представляет собой просто конденсатор, и имеет емкостную характеристику сопротивления — высокое сопротивление на НЧ, низкое — на ВЧ. Таким образом, чтобы получить на ВЧ тот же уровень громкости, что и на НЧ, требуется намного большая мощность, что в корне отличается от классических АС, где все наоборот. (На самом деле, с чувствительностью статиков все далеко не так просто, но сейчас не стоит в это углубляться.) Таким образом, не всякий усилитель сможет работать с электростатическими АС.

Кроме того, сопротивление статика в целом намного выше, чем динамика, и он требует для работы высокого напряжения, но потребляет относительно небольшой ток. Соответственно, идеальным кандидатом для электростатика являются лампы — устройства также высоковольтные и слаботочные, и ламповый усилитель можно подключить к статику без трансформатора, который ухудшает звук. Чаще всего, по бестрансформаторной схеме делают усилители для наушников, Электростатический громкоговоритель своими руками, надо сказать, что и высоковольтные транзисторные усилители тоже существуют. А вот для полноразмерных АС требуются очень высокие напряжения, надежный бытовой усилитель для них создать практически невозможно, и только отдельные энтузиасты не без риска для жизни собирают для себя монструозные ламповые усилители, зато взамен получают ультимативное качество звука.

Характеристики электростатиков

Вкратце, можно перечислить следующие достоинства статиков:

— Практически идеальные АЧХ и ФЧХ — конструкция обуславливает минимум резонансов.

— Очень широкий частотный диапазон — фактически, один излучатель может работать со всем диапазоном 20 Гц — 20кГц, впрочем, основательно нагружая усилитель.

— При достаточно больших размерах, статик работает как линейный источник, и с удалением от него, громкость падает медленнее — не на 6 Дб с удвоением дистанции, а только на 3.

— Самое главное — чрезвычайно низкие искажения, на 2-3 порядка ниже, чем в динамических излучателях, сравнимые по уровню с искажениями, возникающими в усилителях.

— Простота конструкции. Это один из немногих излучателей, которые легко можно собрать самому.

График нелинейных искажений ESL 63

Есть и недостатки:

— Дипольный характер излучения — статик излучает звук в обе стороны одновременно. Его нельзя размещать в комнате где попало, например, вдоль стен, так как сигнал с задней стороны будет влиять на звук.

— Отсюда вытекает малое количество НЧ из-за взаимоисключения волн, излучаемых с противоположных сторон. Бороться с этим можно либо увеличением размера, либо применением эквализации, что понижает чувствительность.

— А чувствительность и без того не велика, заметно ниже, чем у большинства динамических АС. Отчасти на это влияют потери в трансформаторе, но и у самого электростатика в отрыве от трансформатора она не слишком велика. Можно повысить коэффициент трансформации, но это ухудшит звук и нагрузит усилитель. Можно повысить напряжение поляризации, но у этого повышения есть предел — электрическая прочность воздуха ограничена, и после определенного порога статик уже не будет заряжаться дальше — будут постоянно происходить пробои между пленкой и статорами.

— Узкая направленность на ВЧ и СЧ. Существуют инженерные решения, борющиеся с этим, но они ухудшают качество звука.

— Максимальная громкость жестко ограничена зазором между мембраной и статорами и площадью статика — это предел объемного смещения. При увеличении зазора падает чувствительность.

— Высокие рабочие напряжения, необходимость в источнике постоянного напряжения и трансформаторе, который вносит искажения, либо высоковольтном усилителе. Как следствие — малая распространённость и высокая стоимость.

— Статики притягивают пыль. )

Впрочем, на самом деле, все эти недостатки не так уж и страшны и с лихвой перевешиваются достоинствами. А у электростатических наушников и вовсе по большей части нет таких проблем.

Единственная серьезная проблема электростатиков — это огромная цена, вызванная прежде всего эксклюзивностью. Даже китайцы не стремятся обвалить рынок и производят не менее дорогие статики. Впрочем, перед самодельщиками такой проблемы не стоит.

характеристики

По поводу самого важного — качества звука — не буду особо расписываться, в Сети множество обзоров и отзывов. Основная черта статиков — чрезвычайная детализация, настолько высокая, что многие перестают слушать большинство своих записей, так как вылезают все огрехи, но с другой стороны — раскрывающая неслышные до того нюансы.

Вот еще немного картинок:

Наушники производства Stax

Китайские наушники HE Audio Jade

И то, что у них внутри

Электростатические затычки Stax SR-003

Обчитался по теме ещё года три тому. Мысли всякие периодически возникают. Понимаю, что многое гут и многое заманчиво. Но в состояние "глаза боятся — руки делают" ещё не пришел. Особо хочется наушники сделать (а там драйверок оч. маленький). Потрём тему и тут.

После раздумий решил поделиться мыслями, чтобы не быть как собака на сене.

Драйвер электростата для ушей очень критичен к геометрии и прозрачности сетки статора. Не даром одна из конструкций стата с просто решетка — забор из проволок на приличном расстоянии между ними. Одно время думал использовать сетку от электробритвы (они даже продавались в галантерейных магазинах). Жёсткая и прозрачная. Но потом посчитал, и жду, когда удасться аккуратно разбить кинескоп и изъять экранную сетку. Она как известно аж оптически прозрачна, и на статор ИМХО самое — оно. Проблема в том, что на верхнем краю звукового диапазона длина волны в воздухе — 0,16 мм. В данной связи бОльшая часть звуковой энергии на этой частоте будет переотражаться от статора и болтаться в состоянии вязкого рассеяния между статором и мембраной. И даже из статора — сетки от бритвы ВЧ звук будет вылазить как фарш из мясорубки. В зоне максимальной чувствительности (5 кГц) длина волны уже около 0,7 мм, потому автор темы этих проблемных эффектов не слышит. Но стоит увеличить прозрачность сетки статора, как сразу почуствуется позрачность и "воздух", так как фронты прочистятся.

Была даже идея — взять капроновую редкую сеточку, соорудить пяльцы, натянуть и капрон металлизировать. Но всю химию процесса пока не продумал. И сетка из кинескопа пока в преимуществах.

Ну, а усилитель, там ИМХО особых проблем нет.

Сообщение отредактировал ddo — 1.6.2010, 15:05

Академия Гитарной Электроники: Электростатические громкоговорители — Академия Гитарной Электроники

#1 Маклауд

    Злой модер
  • Группа: Модераторы
  • Сообщений: 4 251
  • Регистрация: 04 Апрель 09

Отправлено 05 Июнь 2010 — 15:56

Прочитал, стало интересно. Сразу захотел слепить для пробы)

Если кому лень читать, объясню. Задолго до появления динамиков существовали "статики". Если в динамиках для создания колебаний используется довольно тяжёлая конструкция (диффузор, резонатор, колпак, катушка, оправка, центрирующая шайба), то статики движут воздух тоненькой плёнкой. Её масса сравнима с массой прилегающего воздуха. Как?

Статик состоит из 3-х элементов: металлическая решётка, она же статор, тонкая проводящая плёнка и разделители. Такой бутерброд:

статор

разделитель

плёнка

разделитель

статор

Плёнка натянута на рамке из разделителя. На эту же рамку приделаны статоры с двух сторон. Между плёнкой и каждым статором образуется зазор, равный толщине разделителя. Плёнку заряжаем до высокого напряжения (поляризуем). Для наушников — 500-1000 в, Электростатический громкоговоритель своими руками, для средне-высокочастотных с зазором ≈ 1 мм около 2-3 кв, Электростатический громкоговоритель своими руками, для широкополосных 4-10 кВ. Точно не смотрел, может и больше. На статоры подаём Высоковольтный звуковой сигнал в противофазе. В результате плёнка притягивается то к одному статору, отталкиваясь от другого, то наоборот, увлекая за собой воздух. Заметьте, притягивается ВСЯ поверхность тонкой лёгкой плёнки. Значит искажения минимальны, АЧХ практически идеальная. При этом собирается статик в течении получаса чуть-ли не из подножного корма. Слышал много отзывов о том, что собранная из хлама статическая АС звучала лучше любой АС, имеющейся в доме.

Для меня очень заманчиво) А что для нас 4 килловольта? Да хоть бы насморк с них прохватил, при таком-то токе.

Предлагаю также почитать статью Марка Рехорста:

Электростатические акустические системы

  Электростатические акустические системы считались новым постижением в воспроизведении звука в 1960–х годах, когда дебютировала легендарная KLH. Немного позже Infinity Systems представила Servo Static One. полно диапазонную электростатическую конструкцию, которая была воспринята „как самый хороший высокоговоритель в мире” и вывела компанию Infinity на позицию самых крупных компаний в мире в области акустических систем.

В начале 1990-х Martin Logan популяризировала концепцию „гибрид”, процесс сочетания динамичной и электростатической технологий с целью достижения более высокого качества звука при малых объемах. Эти гибриды достигли высокого процента продажи, потому что изящны и красивы.

Электростатические акустические системы известны своим абсолютно отчетливым и прозрачным звучанием (это хорошо проявляется при прослушивании рукоплесканий в зале, которые в стандартных динамиках воспринимаются скорее как шум), а также крайне малым процентом искажения. поскольку имеют малую массу движущейся диафрагмы.

Некоторые особенности стандартных ESL систем

Вместе с высоким качеством звука, традиционные электростатические высокоговорители имеют несколько принципиальных недостатков, Электростатический громкоговоритель своими руками, например, очень низкий импеданс, который уменьшается с повышением частоты, из-за чего необходим дорогостоящий усилитель большой мощности. Другой известный недостаток – острая направленность звука, что не позволяет позиционировать слушателя на большом участке. Электростатическим высокоговорителям нужна большая площадь излучающей поверхности для воспроизведения басовых тонов (например, для качественного воспроизведения баса электростатическое тело должно иметь площадь хотя бы 1,5 кв.м), что крайне неудобно для маленьких помещений.

 Несмотря на то, что электростатический принцип достаточно прост, в системе есть много проблем, которые необходимо решить. Например, поскольку мы имеем дело с высоковольтной системой, необходима усовершенствованная технология для ее изоляции. С другой стороны, критичным для качества звука является конструкция звукового трансформатора. С помощью современных технологий становится возможным устранение недостатков электростатических систем и сохранение их преимуществ.

Как работает электростатический высокоговоритель?

Электростатический принцип базируется на том, что два объекта, имеющие одинаковый заряд отталкиваются, а объекты, имеющие различные заряды – притягиваются. В случае с электростатическими высокоговорителями тонкая полиэстерная пленка (Mylar® ), натянутая между двумя перфорированными металлическими пластинами постоянно заряжает высоковольтное устройство. Звуковой сигнал от усилителя преобразуется в высокое напряжение с помощью звукового трансформатора и передается на перфорированные пластины в виде переменного тока. Переменное электрическое поле, действующее на обе пластины (статоры), отталкивают и притягивают пленку (мембрану). Она движется и создает звуковые волны.

Почему электростатические высокоговорители (ESL) звучат сильно?

При определении чувствительности говорителей на практике, эта величина выражается в dB. измеренная на расстоянии 1 м при мощности 1W. или 2,83 V (что равняется 1 W мощности для 8 омов импеданса). Это прекрасно работает в качестве показателя для динамиков, Электростатический громкоговоритель своими руками, поскольку они являются источником звука, но для линейных источников звука нужно более подробное описание. Электростатические высокоговорители являются линейными источниками, а кроме этого они являются и диполями. Здесь мы рассмотрим все эти аспекты.

Традиционный высокоговоритель конусного типа является точечным источником звука. Причем он излучает звук только перед собой. ESL — линейный источник и он излучает звук как вперед, так и назад.

При измерении линейного источника звука с большой площадью на расстоянии 1 м от микрофона, улавливается его звучание только на ограниченной части общей звучащей поверхности. Таким образом, результаты таких измерений не могут корректно отразить воспринятый слушателем уровень звука.

Из теории по акустике знаем, что уровень звука точечного источника уменьшается (как и следовало ожидать) на 6 dB при удвоении расстояния, в то время как у линейного источника (например ESL ) уменьшение составляет только 3 dB. Если слушатель расположен в помещении на расстоянии 4 м, интенсивность звука на 12 dB ниже, но измерение на расстоянии 1 м не совсем корректно. Для линейного источника типа большого электростатика при прослушивании на расстоянии 4 м потери составляют только 6 dB .

 Вторым свойством ESL является их дипольный характер. Акустические системы испускают звук только перед собой, а задняя их сторона закрыта корпусом. ESL распространяют звуковую энергию и вперед, и назад. Энергия звука, направленная в обратную сторону, отражается от стен и формируется в виде волн, идущих вперед. Это влияет на общий уровень звука, воспринимаемого слушателем. Реалистичная оценка этого влияния дает увеличение уровня звука на 3 dB .

Из двух описанных свойств следует вывод, что электростатические системы звучат на 9dB сильнее, чем обычный точечный источник конусного типа при нахождении слушателя на расстоянии 4 м от источника. А это существенная разница.

В описании технических характеристик ESL указывается чувствительность в dB, измеренная стандартным способом (1м/1W — 2,83V ). Для больших электростатичных систем будет правильно добавлять 9dB к объявленному значению, а для малых — 6dB. Это необходимо для создания правильного впечатления о возможностях ESL в тех случаях, когда производится их сравнение с конусными высокоговорителями.

PIOSound — электростатические АС

PIOSound – молодая компания из Голландии с адресом в городке Эрсел (Eersel), расположенном в 20 км на юго-запад от Эйндховена. PIOSound является разработчиком и производителем экзотических акустических систем класса Hi-End с электростатическим принципом действия.

Уже первые прототипы электростатических громкоговорителей, попавшие в руки инженеров легендарной фирмы Bell Laboratories в начале 1920-ых, поразили тех необычной чистотой и правдоподобностью тембров, Электростатический громкоговоритель своими руками, особенно по сравнению с электродинамическими головками тех лет. Ну, еще бы! В отношении малых искажений при воспроизведении звука «электростаты» чудо как хороши. Невесомая мембрана очень чувствительна и обладает пренебрежимо малой инерцией, поэтому звучание «электростатов» отличается высочайшей детальностью и отменными переходными характеристиками. Плоская мембрана большой площади целиком находится в однородном электрическом поле (за исключением незначительных краевых эффектов), вне зависимости от ее движения, колебания мембраны небольшие, поэтому ее отклик всегда почти идеально линеен, отсюда малые искажения и высокая достоверность звучания «электростатов». Кроме того, в «электростатах» отсутствует еще одна проблема традиционных динамиков, Электростатический громкоговоритель своими руками, снижающая их эффективность – температурная компрессия.

В коротком списке компаний-энтузиастов, Электростатический громкоговоритель своими руками, продвигающих электростатические громкоговорители, PIOSound заменили своих соотечественников из фирмы Final Sound, закрывшейся некоторое время назад. При этом ряд ведущих сотрудников Final перебрались в новый проект. Кроме того, основателям PIOSound удалось заполучить в партнеры известного немецкого инженера Карла-Хайнца Финка (Karl-Heinz Fink), владельца лаборатории Fink Audio Consulting. Поэтому PIOSound по праву называет себя командой разработчиков с солидным опытом и технологическим багажом. Однако не верно считать PIOSound простой реинкарнацией Final с новым шильдиком. Компанию PIOSound с предшественницей связывает лишь общий электростатический принцип конструирования акустических систем и пара успешно зарекомендовавших себя технологий, амбициозный проект PIOSound во многом улучшен, подкреплен целым рядом свежих идей и патентов.

“Как собрать электростатический громкоговоритель”

Введение

Электростатические громкоговорители одни из драйверов с самыми незначительными искажениями. Вы уже знаете об их великолепных функциях, иначе бы не были заинтересованы в их создании. Я представляю простой процесс сборки электростатических громкоговорителей, и не буду рассказывать о кроссоверах или корпусах, эта статья строго следует названию « Как собрать драйвер».

Предупреждение

Прежде чем идти дальше, хочу предупредить о вещах, над которыми вы, скорее всего не задумывались. Электростатические громкоговорители требуют высокого электрического напряжения. Они требуют наличия постоянного напряжения до 5000 Вольт и переменного до 5000 Вольт. Постоянное напряжение обычно получается преобразованием переменного тока от электрических сетей, напряжением 120 Вольт, которые могут быть опасны. Переменное напряжение, используемое для приведения электростатического громкоговорителя в действие, обычно получается соединением стерео усилителя и выходного трансформатораот лампового усилителя. Напряжение, вызываемое трансформатором опасно! Будьте осторожны рядом с ним! Если у вас маленькие дети или если кто-то по какой-либо причине может дотронуться до громкоговорителей во время их работы, сделайте их недоступными. Если вы не знаете, как обращаться с сетью высокого напряжения, проконсультируйтесь у специалиста или купите доступный электростатический громкоговоритель.

Раздел 1: Создание громкоговорителей

Создание электростатических громкоговорителей требует использования таких инструментов и материалов, Электростатический громкоговоритель своими руками, неправильное обращение с которыми может быть катастрофическим. Пожалуйста, убедитесь в том, что знаете, как ими пользоваться перед тем, как начать. Всегда надевайте защитные очки. Было бы глупо жертвовать зрением ради получения аудиоудовольствия!

1) Трансформаторы, один или два на громкоговоритель – используйте выходные трансформаторы ламповых усилителей, 4 Ом/ 8 – 20 кОм. Я использовал трансформаторы TangoCRD-8 (4: 8KCT) купленные в Японии. Вы можете использовать трансформаторы фирм Triad, Stancor, и др. Просто найдите устройства подходящие для 15-20 Ватт на 30 Гц и имеют большой коэффициент трансформации. Каждый трансформатор будет стоить в пределах 50 $.

2) Пластиковая пленка для диафрагм громкоговорителя – полиэтилентерефталатовая (майлар, лавсан) или другая, сделанная из полиэфира, тонкая (5-6 микрон) но и достаточно большая для создания желаемого размера драйвера. Ее можно купить у фирм, выпускающих пластиковую продукцию, эта пленка часто используется для создания конденсаторов (не приобретайте пленку, содержащую металл!). Несколько лет назад в Японии я купил рулон 1200 м длинной и 1 м шириной за 85$. Пока я использовал лишь 15 м. Я слышал, что некоторые используют саран, но я не слышал, чтобы с его помощью создавался драйвер. Попробуйте, если создаете маленькие драйверы, экспериментируйте! Это не будет стоить дорого…

3) Порошковый графит, мыло или антистатик для покрытия диафрагмы. Порошковый графит можно достать в K-martили в местном специализированном магазине. На это вы потратите не больше чем 2$, чтобы сделать 50 громкоговорителей. Графит надо втереть в пленку с помощью хлопчатобумажных шариков. Моющий детергент и антистатик тоже будут работать и их легче найти, но они могут быть «нестабильными». Я использую графит. Какой-то австралиец предположил, что чернила, для рисования на пленке дадут результат, их легко достать и получиться покрытие диафрагмы cвысоким сопротивлением. Я еще не пользовался этим, но цветную жидкость легко достать и легко наносить.

4) Перфорированный алюминий или сталь – вам понадобится кусочек для передней и задней части драйвера. Он должен быть плоским и 60% или больше его поверхности должно быть открытым (дырочки). Размер дырочек? У материала, который я использую, дырочки примерно в 3 – 4 мм диаметром. Опыт говорит, что нельзя использовать дырочки больше чем ¼ дюйма. Посмотрите в Желтых Страницах листы с названиями Перфораторы или Жесть. Возможно, в местном арматурном магазине тоже что-нибудь найдется. Алюминий намного легче режется, чем сталь, и по весу он намного легче, но может стоить чуть-чуть больше.

5) Акриловый или стеклотекстолитовый листовой материал для корпуса драйвера. Стеклотекстолит трудно резать (понадобится лезвие, из инструментальной стали), пыль от распиливания очень вредна для здоровья, но эпоксид к ней приклеится. С акриловыми и другими пластиковыми материалами легче работать, но эпоксид не так хорошо к ним приклеивается (другой клей, возможно, больше подойдет). Я использовал и акриловый и стеклотекстолитовый лист, и несмотря ни на что я предпочел стеклотекстолит. Стеклотекстолит можно купить у фирмы, выпускающей стекловолокно, попробуйте посетить их склад и пусть они нарежут его вам по нужному размеру. О толщине мы поговорим позже.

6) Клей – раньше я рекомендовал эпоксид для сборки электростатического громкоговорителя. Эпоксид хорошо подходит для присоединения перфорированного металла к корпусу изолятора. Проблема в том, что эпоксид не клеится к лавсановой пленке. Даже слабое механическое повреждение может разорвать очень слабую связь и дать пленке отойти. Это может пригодиться. Если вы обнаружили, что драйвер не работает, и если при сборке использовался эпоксид, то с легкостью сможете разобрать драйвер и собрать заново.

Я провел дополнительные исследования и нашел клей фирмы 3М, используемый для присоединения пленки к корпусу изолятора. Нужно использовать Scotchgrip№4693. Нужно нанести немного на одну или обе поверхности и оставить для подсыхания на 20 минут. Затем нужно соединить обе поверхности и – мгновенное присоединение! Они настолько хорошо приклеятся, друг к другу, что пленка осыплется, прежде чем клей отойдет. Другие виды клея могут тоже оказаться хорошими. Единственный недостаток в том, что если вы однажды собрали драйвер, используя клей, то не сможете его переделать. Если он не будет работать, то придется делать новый, т.к. вы не сможете отделить одну часть от другой.

7) Источник постоянного высокого напряжения (1000-5000 Вольт, почти полное отсутствие тока). Это может быть умножитель напряжения, работающий от сети. Вам понадобятся диоды и конденсаторы высокого напряжения, несколько резисторов, Электростатический громкоговоритель своими руками, сетевая панель и шнур. Вы можете обойтись одним источником, но легче работать, когда на каждый громкоговоритель свой источник – вам не придется распределять провода с высоким напряжением по всему помещению. Смотрите раздел «Источник напряжения» в конце текста.

Пластиковое покрытие для перфорированного металла. Говорят, что латексная краска для кожуха отлично подходит…

Достоинства головок с полипропиленовыми диффузорами выбор автомобильной аудиосистемы электродинамических головок громкоговорителей динамиков акустики установка Композиты на основе ткани из углеродных волокон обладают уникальным сочетанием малой удельной массы с очень высокой жесткостью жесткость кевларовых диффузоров необычайно высока, поэтому со всей силой проявляются проблемы, характерные для диффузоров высокой жесткости Достоинство мягких куполов прекрасное внутреннее демпфирование получения гладкой АЧХ хорошей переходной характеристики акустическое оформление головок

При выборе для автомобильной аудиосистемы электродинамических головок или громкоговорителей, в просторечии именуемых "динамиками", необходимо помнить, что идеала в природе не существует. У каждой марки найдутся свои приверженцы, поэтому выяснять, какие из них "достойнее всех" по меньшей мере бессмысленно. Предпочтение следует отдать тем, которые лучше выполняют свои функции. Не забывайте, что разработчики, улучшая некоторый показатель или параметр, нередко идут на компромисс за счет других. А потому нет и не может быть универсальных решений, одинаково применимых во всех случаях. Учтите также, что единой методики тестирования автомобильных акустических систем (АС) не существует. Помимо ряда стандартизованных методик многие производители пользуются своими, преувеличивая их достоинство и прибегая даже к прямой лжи при оценке собственной продукции. Чего стоит, например, указанная на некоторых скромных на вид головках сомнительного происхождения фантастическая мощность в сотни ватт.

Из всех известных видов акустических преобразователей в автомобильных аудиосистемах массовое применение нашли динамические головки прямого излучения и пьезокерамические СЧ и ВЧ излучатели.

Динамический громкоговоритель был изобретен и запатентован американцами Райсом и Келлогом в 1925 г. и наиболее заметные изменения в его конструкции связаны с появлением новых материалов для изготовления диффузоров и магнитных систем. Несмотря на присущие ему недостатки, он вполне универсален, а все иные типы излучателей (ленточные, электростатические и др.) имеют ограниченную область применения. Использование их в автомобиле сопряжено с рядом проблем, но может представить определенный интерес при создании уникальных аудиосистем.

Для того, чтобы было легче ориентироваться, выбирая акустические излучатели, напомним их основные параметры и принятые англоязычные обозначения, используемые большинством зарубежных производителей.

Импеданс (Impedance), Ом — полное электрическое сопротивление

головки громкоговорителя, чаще всего нормированное по модулю на частоте 1 кГц и равное 4 Ом, реже — 8 Ом. Встречаются также головки с импедансом 10 или 6 Ом (последняя цифра характерна для продукции японских фирм). Одно время достаточно широко были распространены автомобильные АС с импедансом 2 Ом (это позволяло получить значительную мощность при низком напряжении питания), но в настоящее время они стали большой редкостью. Менее распространенные пьезо-излучатели в полосе рабочих частот (выше 5 кГц) имеют достаточно высокий импеданс емкостного характера — десятки—сотни ом. Об этом нужно помнить при выборе усилителя — некоторые из них на емкостной нагрузке работают неустойчиво.

Уровень характеристической чувствительности (SPL) — это среднее звуковое давление, которое развивает громкоговоритель. Оно измеряется на расстоянии 1 м при подводимой мощности 1 Вт (обычно на фиксированной частоте 1 кГц, если в документации на головку не указано особо). Реальная чувствительность автомобильных головок около 90 дБ/Вт1/2-м, хотя у некоторых НЧ головок и рупорных пьезоизлу-чателей чувствительность выше 100 дБ/Вт"2-м. Однако необходимо иметь в виду, что некоторые производители используют измерение с фиксированным напряжением 2,8 в, Электростатический громкоговоритель своими руками, дающее для низкоомных головок более впечатляющие цифры. Поскольку пье-зоизлучатели имеют достаточно высокий импеданс, мощность в 1 Вт развивается на них при весьма высоких напряжениях, зачастую превышая максимально допустимые, из-за чего их чувствительность измеряют при более высоком уровне напряжения (обычно от 5 до 12 В). Расстояние, на котором измеряется звуковое давление, для некоторых излучателей может быть и 0,5 м. Поэтому совет: чтобы не ошибиться в выборе, обращайте внимание на сноску, в которой указаны условия измерения этого параметра.

Диапазон воспроизводимых частот (Frequency response), Гц, кГц, указывает частотные границы, в которых отклонения звукового давления не превосходят некоторых пределов. Иногда указывается явная неравномерность АЧХ, в других же случаях ее можно оценить по прилагаемому к изделию графику. Нередко никаких дополнительных сведений нет вообще.

Номинальная электрическая мощность (Nominal power handling), Вт — долговременная подводимая мощность. Обозначает ту мощность, которую громкоговоритель может выдержать в течение продолжительного периода времени без повреждения подвеса диффузора, перегрева звуковой катушки и других неприятностей.

Пиковая электрическая мощность (Peak power handling), Вт — максимальная подводимая мощность, которую громкоговоритель может выдержать в течение короткого времени без риска повреждения.

Коэффициент гармонических искажений (Total Distortion), %, указывается крайне редко. Поскольку этот параметр имеет частотно-зависимый характер, значения приводятся для нескольких фиксированных частот или в виде графика.

Для головок СЧ и НЧ имеются еще несколько параметров, Электростатический громкоговоритель своими руками, которые полностью описывают их электрические и механические характеристики при работе в поршневом режиме (подробнее об этом ниже). Это параметры впервые ввели A. Thiele и позднее R. Small. В честь авторов их называют параметрами Тиля— Смолла. Полный их список достаточно велик, но минимально необходимый набор включает в себя следующие.

Частота собственного резонанса (Fe), Гц, головки громкоговорителя в открытом пространстве. В этой точке ее импеданс максимален.

Эквивалентный объем (VM), м3. Это возбуждаемый головкой закрытый объем воздуха, имеющий гибкость, равную гибкости подвижной системы головки.

Полная добротность (Qta — безразмерная величина) головки громкоговорителя на резонансной частоте учитывает все потери.

Следующие параметры являются составляющими полной добротности и приводятся в документации относительно редко.

Механическая добротность (Qmi — безразмерная величина) головки громкоговорителя на резонансной частоте учитывает механические потери.

Электрическая добротность (QM — безразмерная величина) головки громкоговорителя на резонансной частоте учитывает электрические потери.

Полная добротность головки меньше 0,3. 0,35 считается низкой, больше 0,5. 0,6 — высокой. Зная полную добротность и резонансную частоту головки, можно сделать вывод о необходимом для нее акустическом оформлении. Если отношение Fs/Qts составляет 50 или меньше, головка предназначена для работы в закрытом ящике. Для работы в фазоин-верторе целесообразно использовать головки, у которых этот показатель составляет 90 и больше. Автомобильные головки, установленные в дверях или на задней полке, работают практически в закрытом ящике. Для работы в этих условиях надо выбирать головку с высокой полной добротностью (не меньше 0,5) и резонансной частотой не ниже 45 Гц.

Одна из важнейших конструктивных

характеристик динамической головки — материал диффузора, от которого в наибольшей степени зависит качество звучания. Идеальная головка должна иметь совершенно жесткий и лишенный массы диффузор, закрепленный на абсолютно гибком подвесе. Все существующие конструкции далеки от этого. По мере повышения частоты сигнала, начиная с частоты, называемой граничной частотой зоны поршневого действия, диффузор перестает колебаться как единое целое. Возникающая при этом интерференция звуковых волн от различных участков диффузора приводит к появлению локальных пиков и провалов на АЧХ, окрашивающих звучание. Вызванные недостаточной жесткостью деформации реального диффузора приводят к появлению в материале диффузора собственных колебаний. Они должны быть эффективно подавлены, в противном случае неизбежно появление интермодуляционных искажений (призвуков) и "смазывание" атаки импульсного сигнала. Нелинейность подвеса также вызывает интермодуляционные искажения.

Таким образом, материал диффузора должен сочетать малую удельную массу с высокой жесткостью и большим затуханием. Поиск компромисса при таких противоречивых требованиях заставляет конструкторов использовать новые материалы, которые успешно сосуществуют со старыми. При этом решение одних проблем нередко приводит к появлению новых. Как это ни парадоксально, но бумажные диффузоры пока наиболее удачно сочетают в себе все необходимые характеристики.

Бумажные диффузоры применяют в головках с момента их "рождения". Первоначально они были клееные, в настоящее время их изготавливают преимущественно методами литья и прессования с пропиткой синтетическими составами. Прессованные диффузоры конической формы дешевы и технологичны, но обладают рядом недостатков (главным образом — невысокой жесткостью) и применяются только в недорогих конструкциях. Диффузоры более высокого качества изготавливают методом литья. Жидкая бумажная масса наносится на матрицу, обычно из металлической сетки и, затвердевая, образует заготовку диффузора. При такой технологии за счет применения криволинейной образующей и переменной толщины диффузора, уменьшающейся от центра к краям, удается отчасти решить проблему жесткости. Бумажные диффузоры могут применяться в головках практически всех типов.

Достоинства таких диффузоров — прекрасное внутреннее демпфирование, практически полное отсутствие местных резонансов, Электростатический громкоговоритель своими руками, плавный переход от поршневого режима работы к зонному. Гладкая АЧХ позволяет не беспокоиться о поведении головки за пределами полосы рабочих частот, что дает возможность использовать простейшие разделительные фильтры с малой крутизной спада и минимальными фазовыми искажениями. Субъективная оценка качества звучания высокая.

Основной недостаток бумажных диффузоров — относительно невысокая жесткость, что может сказаться на проработке мелких деталей звучания. Механическая прочность невысока, и это ограничивает максимальную подводимую мощность. Технологический разброс параметров головок массовых серий относительно велик, что при высоких требованиях к качеству звучания может потребовать предварительного их отбора. Параметры со временем меняются и под воздействием атмосферы, несмотря на пропитку бумажной массы и защитные покрытия. Последнее обстоятельство ограничивает применение головок с бумажными диффузорами в автомобильных аудиосистемах без принятия специальных мер. К сожалению, это сдерживает применение в автомобиле высококачественных головок, предназначенных для "домашних" аудиосистем.

Полипропилен был впервые применен как материал для изготовления диффузоров при разработке мониторов для звуковых студий Би-Би-Си в 1975 г. и в настоящее время широко используется в головках самого различного назначения. Благодаря довольно большому внутреннему демпфированию, правильно сконструированный полипропиленовый диффузор может обеспечить ровную и гладкую АЧХ при высоких значениях удельного звукового давления. Для повышения жесткости используют минеральные добавки — кварц, слюду, силикат магния.

Достоинства головок с полипропиленовыми диффузорами — очень гладкая АЧХ, нейтральное звучание, хорошие импульсные характеристики, плавный переход к зонному режиму, устойчивость к атмосферным воздействиям. Лучшие образцы полипропиленовых диффузоров по прозрачности звучания не уступают бумажным, но из-за ограниченной жесткости проигрывают по "детальности" звукового образа. Основная область применения — широкополосные и низкочастотные головки.

Композиты на основе ткани из углеродных волокон обладают уникальным сочетанием малой удельной массы с очень высокой жесткостью. Однако из-за недостаточного внутреннего демпфирования и сложной анизотропной структуры материала переход к зонному режиму сопровождается многочисленными пиками и провалами на АЧХ вблизи верхнего края рабочего диапазона. Для успешного подавления нежелательных призвуков необходимы разделительные фильтры с большой крутизной спада, иногда требуется применение избирательных корректирующих цепочек либо специальных корректоров. Это намного усложняет конструкцию системы и создает проблемы с фазовыми искажениями. Основная область применения — сабвуферы.

Кевлар известен, в частности, как материал для пуленепробиваемых жилетов. Первыми кевларовые головки выпустили в середине 80-х годов французская фирма Focal и немецкая Eton. Жесткость кевларовых диффузоров необычайно высока, поэтому со всей силой проявляются проблемы, характерные для диффузоров высокой жесткости. На частотах 3. 4 кГц и выше проявляется характерный "кевларовый" звук — изрезанная частотная характеристика, следствие резкого перехода сверхжесткого диффузора в зонный режим. На слух это воспринимается как жесткий, агрессивный звук, явно диссонирующий со звучанием этой же головки в нижней части среднечастотного диапазона. Конструкторы таких систем вынуждены ставить довольно сложные разделительные фильтры четвертого порядка (24 дБ/окт.), дополненные корректирующей цепочкой с настройкой ее на частоту "кевларового" резонанса — обычно в диапазоне 5. 7 кГц.

Эффект "кевларового" звука — следствие сочетания высокой жесткости с малыми внутренними потерями. Чтобы улучшить демпфирование, фирма Eton разработала трехслойный материал, состоящий из двух слоев кевларового композита и вклеенного между ними жесткого "сотового" слоя. Сходный материал использует фирма Focal под названием Aerogel. Другие производители применяют для подавления нежелательных ре-зонансов демпфирующее резиновое покрытие с нижней стороны диффузора или широкий воротник подвеса. Основная область применения — низкочастотные головки и сабвуферы.

Попытки использования металлических диффузоров нельзя считать удачными, поскольку их значительная масса снижает чувствительность головок до 84. 87 дБ. Отсутствие внутреннего демпфирования приводит к появлению ярко выраженных пиков на частотах 5. 10 кГц. Пронзительное хриплое звучание рупорных "колокольчиков", установленных в парках или на площадях — кошмар меломана. Применяются металлические диффузоры только в отдельных моделях сабвуферов и купольных головках ВЧ.

Жесткие трехмерные конструкции с плоской излучающей поверхностью и внутренним заполнителем в виде сотов или вспененного полимера известны с начала 70-х годов. Им часто придавали прямоугольную или многогранную форму со скругленными углами. Низкочастотные динамические головки с плоскими излучателями использовались в одном из вариантов AC S-90. Высокая масса диффузора и в этом случае сильно снижает чувствительность головки, а из-гибные колебания обычных диффузоров в зонном диапазоне излучения уступают место объемным колебаниям и поперечной раскачке тяжелого диффузора. Демпфирование последних весьма затруднено.

"Пищалки" с мягкими куполами из шелка или синтетических материалов в настоящее время практически вытеснили диффузорные ВЧ излучатели. Конструктивная особенность купольных головок в том, что вся излучающая поверхность находится внутри звуковой катушки, а не снаружи, как у диффузорных головок.

Достоинство мягких куполов — прекрасное внутреннее демпфирование создает предпосылки для получения гладкой АЧХ с плавным спадом на верхнем краю рабочего диапазона и хорошей переходной характеристики. Их недостатком является ограниченная перегрузочная способность, предъявляющая повышенные требования к частоте и/или крутизне спада разделительного фильтра (кроссовера). Высокий профиль купола (по соображениям жесткости) ухудшает диаграмму направленности по сравнению с более плоскими металлическими куполами и часто требует от конструкторов применения рассеивающих акустических линз, а это — потенциальный источник дифракционных искажений АЧХ.

С появлением купольных пищалок были предприняты попытки реализовать концепцию жесткого купола. После экспериментов с полимерами конструкторы остановились на металле. Сверхтонкие купола из титана и алюминия стали внедрять в середине 80-х; для их изготовления использовали методы прецизионного электролиза и вакуумного напыления.

Как и положено головкам с жесткими диффузорами, "пищалки" с металлическими куполами имеют характерный пик АЧХ на частотах 25. 30 кГц величиной до 3. 12 дБ. При определенных условиях могут возникнуть условия для интермодуляции этих составляющих с другими, находящимися в звуковом диапазоне. На слух это может восприниматься как "металлический" тембр звучания. Нужно отметить, что звучание лучших образцов металлических куполов — прозрачное, чистое, приближающееся к звучанию электростатических излучателей.

Достоинство жесткого купола заключается в том, что он работает без деформаций во всем рабочем диапазоне частот, обеспечивая высокую детальность и прозрачность звучания. Характеристика направленности вследствие низкого профиля такого купола намного лучше, чем у мягких куполов, Электростатический громкоговоритель своими руками, однако характерный ультразвуковой пик АЧХ может привести к неприятному на слух окрашиванию звучания.

Гамма существующих ВЧ излучателей с керамическими диффузорами, к сожалению, недостаточна. Компактные автомобильные керамические "пищалки" первой выпустила фирма Infinity. Фактически они металлокерамические: на тонкую металлическую основу нанесен еще более тонкий (5. 10 мкм) слой керамики чистых окислов, Электростатический громкоговоритель своими руками, обладающей исключительной твердостью. Жесткость купола из-за малой толщины покрытия увеличивается незначительно, но отсутствие "металлических" призвуков способствует наиболее точному звуковоспроизведению верхних частот.

Автомобильные головки имеют несколько стандартных размеров, Электростатический громкоговоритель своими руками, основанных на дюймовой системе: 7,5 см (3"), 8,7 см (3,5"), 10 см (4"), 13 см (5"), 16 см (6"), 20 см (8"), 25 см (10"), 30 см (12"). Помимо круглых головок широко распространены эллиптические 4×6, 5×7 и особенно — 6×9 дюймов (их еще называют "лопухами"). Никаких особых преимуществ, Электростатический громкоговоритель своими руками, кроме компоновочных, такая конструкция не имеет. Большинство производителей размер головки в дюймах или сантиметрах включают в обозначение модели, что несколько облегчает их "заочный" выбор. В комплект поставки входят защитные сетки для головки и элементы крепежа. Головки, предназначенные для замены заводских в штатных местах автомобиля, поставляются без сеток ("custom fit").

Громкоговорители, применяемые в автомобилях, по выполняемым функциям и конструктивным признакам можно условно разделить на несколько групп.

Широкополосные громкоговорители построены на основе электродинамических головок с одним диффузором или с дополнительным конусным диффузором, приклеенным к общей звуковой катушке. Кроме того, в широкополосных громкоговорителях используют головки с излучателями коаксиальной конструкции или дополнительными высокочастотными излучателями, закрепленными на общем диффузородержателе.

В более дорогих автомобильных аудиосистемах применяют компонентные (раздельные) громкоговорители: низкочастотные, среднечастотные, а иногда совмещенные в двух полосах — НЧ-СЧ, высокочастотные "пищалки". В наиболее широкополосных системах применяют и субнизкочастотные громкоговорители (сабвуферы).

Акустическое оформление головок предполагает их встраивание в элементы кузова автомобиля или выполнение их в отдельных корпусах.

Теперь конкретнее об особенностях работы громкоговорителей в различных полосах звуковых частот. Из-за перехода диффузора из поршневого режима работы в зонный диаграмма направленности обычных широкополосных головок с ростом частоты сужается, а отдача падает. Для компенсации этого явления в конструкцию вводится дополнительный конический диффузор с меньшим углом раскрыва. Эффект от его введения наиболее заметен у головок с большим диффузором.

Материал дополнительного диффузора — бумага или алюминиевая фольга. Основной диффузор широкополосных головок выполнен, как правило, из бумаги или полипропилена. Большинство автомобильных широкополосных головок представлено моделями с круглыми диффузорами диаметром 7,5. 10 см, встречаются и головки с диффузорами эллиптической формы. Полоса воспроизводимых частот простых широкополосных головок реально ограничена сверху значениями 8. 12 кГц, головок с дополнительным диффузором — 12. 16 кГц. Нижняя граница воспроизводимых частот в зависимости от размеров головки изменяется от 100. 120 Гц у малогабаритных до 40. 60 у наиболее низкочастотных.

Для уменьшения различных искажений в автомобильные широкополосные головки вводят дополнительные излучатели СЧ-ВЧ (до четырех). И производители, и продавцы совершенно неправильно называют такие головки многополосными. В действительности полоса частот основного излучателя ничем не ограничена, а дополнительные излучатели подключены через простейшие фильтры первого порядка (нередко это — оксидные конденсаторы). Чтобы избежать перегрузки дополнительных излучателей мощным сигналом, частота среза такого "фильтра" относительно высока (6. 10 кГц). Основная масса головок этого типа представлена моделями с круглым диффузором (диаметр 10. 16 см) или эллиптическим (примерно 15×23 см). Полоса частот, воспроизводимых громкоговорителями этой группы, расширена до 18. 25 кГц. Нижняя граница полосы воспроизводимых частот такая же, как у аналогичных головок с одним диффузором.

В качестве дополнительных излучателей СЧ используют малогабаритные динамические головки и диффузорные пьезоизлучатели. Излучатели ВЧ обычно выполнены на базе малогабаритных купольных динамических головок или пье-зокерамических пластин (в недорогих моделях). Поскольку дополнительный излучатель установлен внутри диффузора основной головки вблизи ее оси или соосно с ней, головки этого типа получили название "коаксиальных". Конструктивно эти излучатели смонтированы на "мостике", установленном на диффузородержателе, либо на стойке, прикрепленной к керну магнитной системы. Все автомобильные широкополосные головки для нормальной работы требуют довольно большого объема за диффузором. При нарушении этого условия резко увеличивается неравномерность АЧХ в области низких частот.

Ремонт телевизора своими руками

Как обидно бывает телемастеру (конечно, если он настоящий профессионал!), когда он, проделав долгий путь к владельцу «неисправного» телевизора, уходит, заменив всего-навсего перегоревший предохранитель! Работы сделано на грош, а гонорар за визит брать приходится, ведь рабочее-то время потрачено, а точнее — убито.

Почему же расстроился телемастер? Да потому, что спустя некоторое время предохранитель снова перегорит, так как скорее всего первопричина его отказа — зарождение в каком-либо блоке серьезного дефекта. А такой дефект удается обнаружить только в мастерской. Поэтому простейшие неисправности телевизора, а таких по статистике не менее 50%, советуем устранять самостоятельно. Как это делать, мы здесь и расскажем. Речь пойдет об отечественных телеприемниках серий 3УСЦТ и 4УСЦТ. А вот эксплуатацию как ламповых, так и лампово-полупроводниковых телевизоров цветного изображения настоятельно рекомендуем прекратить во избежание серьезных негативных последствий.

Что необходимо для ремонта

Для оказания телевизору первой технической помощи какие-нибудь особые инструменты не требуются. Если есть отвертки, кусачки-бокорезы, пинцет, паяльник мощностью до 40 Вт и, разумеется, припой типа ПОС-61 и канифоль, уже можно приступать к работе.

Рис. 1. Схемы пробников-индикаторов: а — со светодиодом; б — с лампой накаливания

Еще желательно обзавестись тестером-авометром, пусть даже самым примитивным (например, китайского производства). В крайнем случае придется обойтись пробником-индикатором для прозвонки электроцепей (рис. 1,а). Даже самый простой пробник, состоящий из соединенных последовательно элемента питания напряжением 1,5 В и лампы накаливания на напряжение 2,5 В с током 0,068 А (рис. 1,б), окажется весьма полезным. Кстати, не забудьте на проводе пробника, идущем от положительного вывода батареи, завязать узел. И запомним навсегда, что проводник с узлом-крестом связан с положительным потенциалом.

Из запасных деталей понадобятся предохранители на 3 А, а также антенное гнездо, так как этот разъем, особенно при регулярном пользовании игровой приставкой «Денди», выходит из строя довольно быстро. Еще следует иметь в запасе кнопочный переключатель ПКН 41-1-2, используемый как включатель сетевого питания телеприемника. Не обойтись также без технической документации, из которой потребуются принципиальная электрическая и монтажная схемы телевизора, взятые желательно из комплекта, приложенного к телевизору. Сохранности этих документов после покупки бытовой техники следует уделять особое внимание, чтобы, в случае поломки, произвести ремонт бытовой техники по гарантии без проблемм. В качестве полезного пособия рекомендуем книгу «Поливин В.В. Ремонт и обслуживание радиотелевизионной аппаратуры. М. Высшая школа, 1991″. Обратите внимание, что номера элементов, Электростатический громкоговоритель своими руками, приведенные в этой статье (в тексте и на фрагментах электрических схем), в основном, соответствуют номерам на схемах, имеющихся в вышеупомянутой книге.

Внешний осмотр предшествует постановке диагноза

Ремонт неисправного телевизора начинаем с его тщательного внешнего осмотра. Состояние органов управления проверяем, вращая ручки управления. Особое внимание уделяем состоянию сетевого провода. В нем может быть внутренний обрыв или короткое замыкание. Точную проверку проводим пробником или омметром. Слабо затянутые винты электросоединений вилки затягиваем, неисправный электропровод заменяем незамедлительно, тщательно пропаивая петли на концах провода, служащие для соединения со штырьками вилки при помощи винтов.

Проверяем исправность предохранителей FU1 и FU2 в цепи сетевого питания (рис. 2). Измеряем сопротивление сетевой цепи телевизора, присоединяя щупы омметра к контактам вилки сетевого провода как в выключенном так и во включенном состоянии выключателя SA1. Если после включения SA1 сопротивление цепи изменится мало, то скорее всего имеет место обрыв в сетевом проводе. Если же сопротивление резко уменьшается, вилку выключенного телевизора вставляем в розетку и нажимаем клавишу включателя. Когда в этом случае звука нет и экран не светится — скорее всего неисправен блок питания или относящиеся к нему токоведущие цепи. Еще раз проверяем состояние предохранителей FU1 и FU2. При наличии признаков жизни у телеприемника (слышен звук или хотя бы фон, экран светится) — блок питания исправен. Для дальнейшей работы придется снять заднюю крышку телевизора.

Рис. 2. Входная цепь сетевого питания

Снимаем заднюю крышку телевизора

Перед снятием задней крышки через прорези в ней сначала на всякий пожарный случай рассмотрим цокольную часть кинескопа. Если светятся только одна или две из трех нитей накала, с 99%-ной вероятностью можно утверждать, что неисправен кинескоп. Напомним, что если у кинескопа не вышел гарантийный срок, то он подлежит замене по гарантийным обязательствам завода-изготовителя. Процедура эта, конечно, длительная, придется вызывать представителя сервисной службы, но наиболее дешевая.

Свечение нитей накала кинескопа свидетельствует о исправности блока питания телевизора, а если при этом нет звука — проверьте работу кнопки включения громкоговорителя, нажав ее. Канал звука выходит из строя крайне редко.

После снятия задней крышки, нарушив, Электростатический громкоговоритель своими руками, понятно, заводскую пломбировку, рекомендуется снять остаточный заряд с кинескопа, замкнув отверткой с изолированной ручкой вывод его анода на «массу». Электростатическое поле высокого напряжения, имеющегося в телевизоре, затягивает в недра его корпуса массу пыли, органическая часть которой является основной «пищей» для огня при возгорании.

Поэтому тщательно удаляем пыль, используя волосяную кисть и пылесос. После такой чистки телевизору станет легче дышать, он будет лучше охлаждаться и срок его жизни увеличится. Профилактическая чистка телевизора — дело очень полезное.

Ремонт цепей фильтра блока питания

После нескольких лет интенсивной работы у телевизора изнашивается и обязательно выходит из строя выключатель сетевого питания SA1 типа ПКН 41-1-2. Ничего удивительного в этом нет, так как этот выключатель подвержен регулярному механическому нагружению. Проверяют выключатель на замыкание контактов во включенном положении. Предварительно оцениваем состояние каждой из ветвей сетевой цепи, присоединяя щупы омметра к контакту вилки сетевого провода и к выходу выключателя (во включенном состоянии), а потом прозваниваем выключатель. При выходе выключателя из строя и при отсутствии запасного временно вместо него разрешается поставить подходящий тумблер.

До начала ремонта модуля питания (МП) необходимо проверить исправность элементов, Электростатический громкоговоритель своими руками, установленных на плате фильтра питания (рис. 3). Эти элементы включены в цепь питания МП от сети последовательно, и их прозвонку произвести элементарно просто, подключая омметр или пробник параллельно каждому звену цепи.

Рис. 3. Схема платы фильтра питания

Часто выходит из строя токоограничивающий резистор R3 — 4,7 Ом, который в телевизоре «Рубин 61ЦТ-403″ установлен на плате ПФП-С. При отсутствии исправного резистора последний удается заменить двумя автомобильными лампами накаливания на напряжение 12 В мощностью 21 Вт, соединенными последовательно. Заметим, что нити ламп при работе телевизора слабо светятся, как бы сигнализируя о нормальном питании телевизора. При отказе МП лампы моментально перегорают, выполняя тем самым обязанности предохранителя.

Ремонт модуля питания

Перед проверкой МП (после его демонтажа с телеприемника) необходимо разрядить конденсаторы фильтра С16 и С19, закоротив вывод одного из них отверткой с изолированной рукояткой на «массу». Обратите внимание, что области с напряжением, опасным для жизни, на печатной плате МП заштрихованы.

Отказы отечественных телевизоров с импульсными модулями питания часто возникают из-за пробоя диодов выпрямительного моста VD4-VD7 типа КД-209Б (рис. 4), а вот шунтирующие конденсаторы С8 и 9, а также С12 и 13 отказывают реже. Исправность диодов определяют, измеряя как их прямое сопротивление (у исправного диода оно не меньше 10 кОм), так и обратное (не менее 0,5 мОм) непосредственно на плате, без выпаивания. Ремонт состоит в замене неисправных диодов на исправные.

Рис. 4. Фрагмент схемы модуля питания — узел выпрямителя сетевого напряжения (плата А4)

Другой типовой причиной отказа МП является пробой переходов ключевого транзистора КТ838А, расположенного на плате А4. Заметим, что даже если проверка его переходов омметром дала, казалось бы, положительный результат, это не означает, что транзистор исправен. Чтобы исключить сомнения в работоспособности транзистора, его придется просто заменить на заведомо исправный. Белая мастика под транзистором — специальная теплопроводящая масса, ее нужно сохранить, счистив с неисправного транзистора и нанеся на поверхность устанавливаемого нового полупроводникового прибора.

Покупая транзистор КТ838А, имейте в виду, что есть варианты его исполнения как в металлическом, так и в металлопластмассовом корпусе. Заменять один транзистор другим в ином исполнении нежелательно. Качественной заменой транзистора типа КТ838А в металлическом корпусе является транзистор КТ846В.

Рис. 5. Фрагмент схемы выходного каскада блока кадровой развертки

Проверку отремонтированного модуля питания производят, установив его в телевизор и подключив ко всем цепям. Более серьезные неисправности МП устранять в любительских условиях нецелесообразно. Лучше просто приобрести исправный блок питания. Перед включением телевизора с отремонтированным или новым МП обязательно прозванивают сетевую цепь питания телевизора, подсоединяя омметр к выводам вилки.

Ремонт строчной развертки

Отсутствие свечения экрана при наличии звука чаще всего объясняется отказом блока строчной развертки. В этом случае нити накала кинескопа не светятся. В блоке строчной развертки могут выйти из строя диоды VD3. VD5 типа КД226. При этом дефекте иногда подплавляется каркас катушки L3 типа ДРТ-1. Диоды, сгорая, обычно чернеют так, что определить их состояние легко по внешнему виду даже без прозвонки. Диоды КД226 заменять диодами Д226 нельзя, так как из-за многократной перегрузки по току они быстро выйдут из строя. Лучшим вариантом замены диодов КД226 станут диоды Д105 (нового образца — «капелька»).

Силовой транзистор КТ838А проверяют, заменяя его заведомо исправным экземпляром. Обязанности КТ838А надежно выполнит транзистор КТ846В.

Так же путем замены на заведомо исправный, проверяют работоспособность трансформатора строчной развертки типа ТВС-110 ПЦ 15. При малейших сомнениях в его кондиционности, пусть даже по внешнему виду, рекомендуется «строчник» заменить.

Умножитель напряжения Е1 УН9/27-13 при сгорании издает отвратительный запах, иногда заметно его вспучивание. Свечение экрана при этом обычно отсутствует. Неисправный или подозрительный умножитель необходимо заменить.

Ремонт кадровой развертки

В телевизоре марки «Рубин-61-403д» иногда «скисает» кадровая развертка: через некоторое время после включения заворачивается верхний край изображения. Наиболее вероятной причиной этого дефекта является ухудшение рабочих характеристик транзистора VT8 — наиболее нагруженного транзистора выходного каскада (VT8 усиливает «острый зубец пилы» сигнала).

Если под рукой необходимого для замены транзистора КТ805БИ не окажется, подойдет триод КТ805Б или попробуйте поменять местами транзисторы VT8 и VT9 (рис. 5). А сняв радиаторы с транзисторами с печатной платы, для улучшения теплового режима установите транзисторы не штатно (на краю радиатора), а разверните их на 180°, как показано на рис. 6, то есть расположите поближе к центру радиатора. Подсоединяют транзисторы к плате гибкими проводниками. Белую теплопроводящую пасту, понятно, переносят под транзисторы.

В результате «рокировки» не только улучшается температурный режим работы транзисторов, Электростатический громкоговоритель своими руками, но и отпадет необходимость в выпаивании их выводов из печатной платы при замене. То есть ремонтопригодность узла кадровой развертки повысится. Но этим преимуществом, я надеюсь, вам не придется воспользоваться. Ведь «подсевший» транзистор, работая в более легком режиме, с нагрузкой успешно справляется.

Устранение нарушения цветопередачи

Пропадание одного или двух цветов случается в результате перегорания нитей накала кинескопа. Поэтому при диагностировании этой неисправности прежде всего «изучают» свечение нитей накала кинескопа. При наличии накала всех катодов проверяют выходной транзистор блока видеоусилителя КТ940А в канале с исчезнувшим цветом.

Рис. 6. Установка транзистора БКР на радиаторе (исходное положение указано пунктиром): 1 — печатная плата; 2 — радиатор; 3 — транзистор в развернутом положении; 4 — проводники

Устранение периодически проявляющегося дефекта

Основным видом неисправности, вызывающим проявление «исчезающего дефекта» в отечественных телевизорах, является непропай — некачественная пайка электросоединения элемента с печатной платой. В первую очередь это относится к блокам цветности и радиоканала. Выявление дефектного соединения иногда отнимает очень много времени. Именно поэтому у телемастеров основным методом ремонта является замена «подозрительного» блока на заведомо исправный, что и определяет высокую стоимость работы.

Замечено, что непропай обычно встречаются в низковольтных слаботочных цепях. Основным способом выявления этого дефекта в любительских условиях является механическое покачивание элементов блока или легкое постукивание их. Поиск рекомендуется начинать с транзисторов. После выпаивания «подозрительного» элемента его выводы облуживают заново, после чего впаивают на прежнее место. Пайку выполняют скелетной, то есть без капелек припоя.

Заметки на полях

1. Приступая к ремонту, обзаведитесь рабочим журналом, в котором подробно фиксируйте все произведенные операции. Не перегружайте свою память и не надейтесь на нее, а обязательно записывайте, на каких платах и какие разъемы вы расстыковали, что демонтировали. Работу по сборке проводите в порядке, обратном разборке.

2. Результаты измерения напряжений в контрольных точках записывайте и сравнивайте с эталоном — заводской схемой. Все записи сохраняйте вплоть до утилизации аппарата.

3. Наиболее надежными элементами телевизора являются постоянные резисторы. Даже если резистор потемнел, он обычно работоспособен, поэтому не спешите его заменять. Резистор обычно не является первопричиной отказа телевизора — копайте глубже.

4. Наименее надежные элементы телевизора — конденсаторы. Особенно это относится к электролитическим конденсаторам, свойства которых заметно изменяются (ухудшаются) с течением времени. Проверку конденсатора проще всего выполнить параллельным подключением заведомо исправного конденсатора (с соблюдением полярности).

Leave a Comment

Filed under Советы

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>