Фазоинвертор для мостового усилителя

Фазоинвертор для мостового усилителя

Колонки и усилители звука своими руками
Самодельные колонки и усилители звука для наших зверьков » | FAQ по созданию усилителя »

Сообщение отредактировал M|A|G – 15.02.20, 18:12

Ну, господа умельцы, выкладываем сдесь фото ваших наработок(желательно с подробными схемами).
Первый пошел:
Вот принципиальная схема усилителя
Напряжение питания: 8-15В
Мощность: при динамиках 2 Ом: 20 Вт; при динамиках 4 Ом: 10 Вт

Схему я думаю нарисовал более-менее понятную, но на всякий поясню: земля(Общий провод, заземлять буквально НЕ надо)к ней подключается минус питания, минусы динамиков, минусы входов и выходов, а также всё, что обозначено на схеме как несколько черточек разного размера друг под другом. Кстати, на джеке минус-самый крайний контакт.

Динамики я брал от обычных компьютерных колонок.

Фото самоделки пока не могу выложить(забыл дома). Постраюсь в ближайшее время все это зафотать.

А вот и обещанное фото бета версии(пока без корпуса и с большим аккумулятором(потом буду питать от маленького 9-вольтового аккума))

А вот фото платы отдельно

Такой “пакет” заряжать целая проблема, т.к. не все тут просто. При параллельном/последовательном соединении Li-ion батарей
процесс “правильного” заряда перестает быть простым. Здесь целая череда проблем возникает, и чтобы их
решить придуманы целые устройства. Вобщем все это на форумах авиамоделистов имеется, т.к. именно
там самые сильные “аккумуляторщики” обитают, не чета телефонным “лепилам”. Заряжать поодиночке – неудобно
и опять же губительно для батарей при такой эксплуатации. В свое время я занимался этой проблемой, т.к.
на прошлом моем КПК батарея была просто жуть – пришлось изголяться.

Сообщение отредактировал rn9fal – 17.11.08, 07:13

Да дело в том что я частично с такой фигней знаком, все таки радиолюбитель со стажем, но сейчас мне просто лень и я перед и после каждой зарядки я перепаиваю аккум(последовательно-параллельно. При этом у ВСЕХ акумов я снял контролеры. Т.Е. схема работает от последовательно соединенных аккумов без контролеров, а заряжается при параллельном соединении под одним котролером. Правда это нудно и сложно. Так что есть идея в ближаешее время сделать дополнительную схемку которая все это автоматом переключает, т.е. управляется подключением зарядки)

Сообщение отредактировал i900-vrn – 17.11.08, 15:35

AimCube,
А заменить БП компа на компактный аккумулятор?
Например на тот же что и у топикстартера
_______________________________________

Термопату между микрухами и радиатором забыл

Сообщение отредактировал LeXX-kiev – 25.11.08, 02:22

Это только пробная версия было, там видно на фото я даже просто нитками прикрутил радиатор. А щас все норм-и термопаста и нормальный радиатор и прикручен а не примотан. Кстати, я сделал колонки и осталось только нормальный корпус для усилителя:

И вот фото моего аккума:

Зацените творение
Фишка(рыбка-удильщик)
Длинна около 0,5 метра
Вес около 4кг
Усилок 2Вт

Значит попали в руки останки мафона(часть с решёткой от динамика).
Удачно так их сложил – получается голова.
Думаю надо как-то её собрать будет Фишка.
По её глазам видно что это создание Аудио-Фишка
Почти год додумывал чем это создание нафаршировать,для чего использовать
И как всё это скрепить и из чего хотел туловище сделать.

Имелись в наличии такие устройства
кпк ипак2190,
юсб зарядник(самодельная сборка 4 штук АА аккумов 2500мАч),
блютуз ЖиПиеС,
мр3-плеер

Всё это периодически требовало зарядки самое главное куда-то всё время девалось.
На ипаке динамик тож довольно слабенький.
Решил что нада это фсё объединить в одном корпусе.
Значит будет усилок для кпк и зарядка.

В итоге в своей уторбе она содержит:
светодиодную подсветку,
китайский блок питания,
блок стерео УНЧ (усилок от китайского мафона-собрал из того что попалось),
3 динамика (два динамика-глаза, третий внутри головы-на басы),
поставлен переключатель выбора звука с кпк/с мр3-плеера,
зарядник для кпк (блок стабилизатор на 5В),
зарядник для блютуз ЖиПиеС (блок стабилизатор на 5В),
аккумы от рации 12в [для автономной работы усилка] (какие нашёл полудохлые их нежалко)
зарядник для юсб зарядника [для автономной работы КПК]

Пришлось вместо токоограничительного резистора юсб зарядника в пасть Фишке сунуть лампочку(теперь из пасти слабый свет)
В кольцах глаз уже были светодиоды (так что глаза красные)
Понадобилась ищё подсветка – значит будет рыбка-удильщик(глубоководный хищник)

Брюхо,часть плавников и хвост пришлось делать из Папье-маше(газета+клей ПВА)
Голова из пластика,холодной сварки и автошпаклёвки.
герметичность конструкцией не предусмотрена

Т.к. её масса около вес 4кг она плавать 100 пудоф не будет.

В течении полугода была также обнаружена куча недостатков конструкции
-плохое охлаждение(китайский трансформатор),
-хрупкость (ронять нельзя-она не металическая),
-разъемы у кпк хлюпкие/хрупкие (с миниUSB было бы значительно проще)
-маленькая(тумблера больше некуда ставить),
-подсветка маловата,
-емкость аккумов не хватает(на усилок),
-а литиевые аккумы не любят сидеть долго на зарядке,
-тяжёлая.

Может кто соберёт нечто без перечисленных недостатков?

усилитель мощности на одном транзисторе 😀
я хочю это видеть :rofl:

радиолюбитель со стажем 😀 ну ну
сколько то стажа у тебя месяц или два

во первых
возьми хоть одну нормальную электронную схему
и покажи где на ней есть земля с несколькими черточеками разного размера друг под другом
корпус есть с одной черточкой а вот земли нету,
не путай электронные схемы и силовые электрические схемы

во вторых
Напряжение питания: 8-15В
Мощность: при динамиках 2 Ом: 20 Вт; при динамиках 4 Ом: 10 Вт[/u]
сам придумал молодец,
а че не сказал тогда про АЧХ и про нелинейные искажения при
этой мощности равные 10% при которых будут одни хрипы и трески

типовая мощьность по паспорту при Кни=10%
4См – 6Вт
3.2Ом – 7.5Вт
2Ом – 10Вт
1.6Ом – 12ВТ
реальная рабочая мощность этой микросхемы при которой ее можно слушать 1-2Вт
поэтому в китайских магнитофонах где она стоит динамики больше 1-2Вт не бывают

в третих
уж если нарисовал в схеме конденсаторы то напряжение
их укажи для людей чтобы они у них не повзрывались (16В)

в четвертых
я видел усилитель мощности более менее рабочий на 3х транзисторах
а вот на одном это наверное шедевр может нарисуешь
усилитель мощности состоит из согласующего каскада
усилителя напряжения и усилителя тока это как минимум
плюс обратные связи и цепи коррекции
я тебе гарантирую на микросхеме будет компактней

выводы
за старания молодец, а за знания ноль
так что иди бери букварь и учи матчасть и не путай народ

P.s. радиатор нитками это сила молодец, и потом его изолентой замотал
вокруг, что бы он лучше охлаждался это тоже правильно

Сообщение отредактировал awp_alex – 07.12.08, 17:32

Альтернатива гудящим фазоинверторам: трансмиссионные линии (TQWT, ALT)

Сегодня самым популярным акустическим оформлением как домашних, так и студийных АС заслуженно считается фазоинверторное. Применение фазоинвертора — это простой и недорогой способ получить достаточное количество низких частот без использования большой площади излучающей поверхности динамиков и шкафоподобных корпусов. Однако, как и другие рациональные решения в электроакустике, применение фазоинверторов имеет недостатки. И недостатки критично сказываются на верности воспроизведения. Среди самых вредных недостатков этих АС можно выделить бубнение, турбулентное гудение, резонансное дребезжание, уханье и прочие “злокачественные” особенности ФИ-звучания.

Общие сведения

Трансмиссионная линия представляет собой полый волновод переменного или постоянного сечения. Один конец волновода закрыт, второй открыт. Динамический излучатель размещается со стороны закрытого конца. Труба, как правило, свернута и качественно задемпфирована. Суть в том, чтобы уменьшить амплитуду колебаний диффузора динамического излучателя в области наиболее низких частот вблизи резонансной частоты трубы и при этом компенсировать уменьшение отдачи от динамика собственными колебаниями трансмиссионной линии в основной, наиболее низкочастотной моде.

В подавляющем большинстве случаев этого можно добиться, когда длина трансляционной линии совпадает с четвертью длины колебаний на частоте собственного резонанса динамика. Гапоненко в своей книге “Акустические системы своими руками” описывает это следующей формулой:

Где L — т.н. “акустическая” длина, которая превышает реальную геометрическую длину линии на величину:

где S — площадь поперечного сечения трансляционной линии.

Иными словами, необходимо настроить корпус на резонансную частоту, при которой воздух на выходе из волновода будет двигаться синфазно с колебаниями диффузора. Правильно спроектированная трансмиссионная линия характеризуется высокой точностью в НЧ диапазоне при сохранении достаточно мощных, акцентированных басов.

Суть в том, что спроектировать ТЛ легче, чем другие типы лабиринтного оформления, при этом типичных фазоинверторных проблем не будет. Характерные гундосые и турбулентные призвуки не характерны для такой акустики. Главным достоинством таких АС является верность воспроизведения в НЧ диапазоне, при этом с сохранением достаточно небольших габаритов.

“Обратной стороной” трансляционной линии, как и у конструктивно родственных лабиринтов, является критичность к верному расчету. Значительные ошибки при расчетах существенно отразятся на звуке, проявятся ненужные дребезжащие резонансы, либо внушительная неравномерность АЧХ. Радует здесь то, что рассчитать её проще, чем более сложные типы лабиринтов.

Хорошо забытая труба Войта

Самое раннее упоминание об использовании трансмиссионной линии, которое мне удалось обнаружить — это опыт Пола Войта. Этого пионера электроакустики мир предпочел забыть знает, как отца электродинамического излучателя. В 1930-м Войт разработал, запатентовал и даже пустил в ограниченную серию акустические системы с трансмиссионной линией оригинальной конструкции.

Дело в том, что в то время Войт разрабатывал АС для кинотеатров, которые традиционно для того времени оформлялись в рупоры. Затем он переключился на радиоприёмники и домашнюю акустику, где применяемый им широкополосный двухдиффузорный динамик с механическим кроссовером не отличался мощным низом. Это вызвало необходимость в поиске нового акустического оформления более подходящего для подобных АС.

Начав разработку, он экспериментировал и в определенный момент решил установить динамик в не очень традиционном месте, т.е. не в начале конусовидного рупора, а на одной из его сторон. В такой конструкции порт используется для регулировки заднего потока. Сама регулировка осуществляется увеличением, либо уменьшением количества демпфирующего материала в зависимости от типа используемого драйвера. Резонансная частота зависит от длины волновода, а также положения динамика.

Современный вариант TQWT

Трансмиссионная линия, названная позже трубой Войта — в разрезе очень напоминает классический рупор, снабженный дополнительными стенками. Сам Войт назвал динамик TQWT (Tapered Quarter Wave Tube) — конической четвертьволновой трубой. Такое название корпус получила по той причине, что как и во всех других классических типах ТЛ, для первой моды в трубе умещается четверть длины волны, для второй три четверти, для третьей пять и т.д.

Относительным недостатком такой конструкции является невозможность выбрать низкую частоту среза, так как в этом случае можно получить выражение искажения на НЧ. В остальном оформление позволяет создать сравнительно компактную напольную акустику с “ровными” НЧ, близкую по характеристикам к более сложным лабиринтам.

TQWT — практически не применяется в массовой акустике, но очень часто используется радиолюбителями при создании собственных АС. Проблема в том, что полноценной, развитой теории, описывающей акустические процессы TQWT-систем, пока нет, чего нельзя сказать о хорошо описанных фазоинверторах.

ATL — трансмиссионная линия в полочниках

Когда упоминаются трансмиссионные линии, как правило речь идёт о напольных системах. Считается, что формфактор и объем полочников требуют максимально компактных решений, коим является фазоинвертор. Однако есть компания, которая нашла сравнительное эффективное конструкторское решение по трансмиссионной линии в полочниках. Основатели и разработчики из PMC являются принципиальными противниками ФИ-акустики и убеждены, что будущее за их инновацией. PMC одна из немногих современных компаний, которые специализируются на АС с трансмиссионной линией.

За десятилетия существования компания разработала десятки моделей для студийных и домашних АС с трансмиссионной линией, некоторые из которых существуют до сих пор. До 2000-х годов они производили преимущественно напольные системы, так как классическая ТЛ зачастую предполагала именно такой формфактор.

Позже инженеры несколько усложнили конструкцию и создали т.н. «трансмиссионную линию последнего поколения» или ATL (Advanced Transmission Line). Особенность такой конструкции в дополнительных элементах, позволяющих получить достоинства ТЛ в полочниках.

”мы действительно верим в то, что с повышением цены должно расти и качество… наши покупатели далеко не дураки.” (из интервью Саше Метсону в 2010 году).”

Итог и несколько слов в защиту ФИ

Несмотря на ощутимые минусы фазоинверторной акустики, физика её работы хорошо описана, и большинство акустических эффектов предсказуемы. Это безусловно позволяет получить прогнозируемый результат, что очень важно при массовом производстве. Ряд компаний освоили трансляционные линии, однако она остается менее технологичной и более дорогой.

Возможно, в определенный момент трансмиссионные линии станут достаточно доступными и массовыми, но это произойдет не раньше момента, когда будут теоретически описаны основные процессы, происходящие в трансмиссионной линии. Если говорить о массовых и недорогих (до $500) АС найти что-то кроме ФИ и колонок с пассивным излучателем будет крайне сложно.

Тем, кому надоели проблемы фазоинверторных АС, при этом эстетика или габариты помещений не позволяют применять закрытый ящик, пожалуй, стоит задуматься над приобретением или созданием собственной трансмиссионной линии. Я буду признателен за любые мнения относительно трансляционной линии, особенно интересны люди, которым доводилось самостоятельно создавать такие АС.

Традиционная реклама
Мы продаём акустические системы, в нашем каталоге представлены как традиционная акустическа с ФИ, так и АС с другими типами акустического оформления, в том числе с трансляционной линией.

Тема: Ламповые УНЧ

Опции темы

Поиск по теме

RU9CA, Дмитрий, ДВС. По поводу анализатора. Вы скачали SpectrumLab. Попробуйте скачать SpectaLab.
Очень мощная прога.

Да, ультралинейный режим суховато звучит. В Ригонде оторвал экранную сетку от отвода первички, и посадил на анодное через небольшой гасящий резистор, стал звук сочнее и погромче. В триодном режиме с ригондовским небольшим анодным уже мощности маловато для низов.

Последний раз редактировалось LY1SD; 08.03.2012 в 22:54 .

Для трансивера– 950– собрал усилитель за день . — Сигнал снимаю с линейного выхода. Это надо слышать!!
http://photo.qip.ru/users/gerasim/115936184/

А какую максимальную мощность может развить усилитель на 6Ф1П? Хватит его на маленькие динамики или лучще на наушники?
Hello а можете выложить Вашу схемку? Хочу попробовать оба варианта.

Существуют и гуляют по разным схемам, три основных схемы фазоинверторов.

Однако, в схемах изредка встречается и такая схема фазоинвертора, как на рис. 3:

Вообще-то это старая схема, так сделан фазоинвертор в такой древней машине как ТУ50)))
Встречалась она и в схемах УНЧ Манакова.
В общем, решил сделать лабораторную работу и посмотреть, каким плюсами/минусами обладают все три схемы и какую делать предпочтительней, если решиться на постройку двухтактного УНЧ.

Сначала собрал на макете схему №1.
И был немало разочарован ее работой.
Недостатки – невысокий Кусиления и самое неприятное – напряжения на выходе отличаются очень значительно, примерно в полтора раза.
Ясно видно, что эту схему делать не стоит, если только потом не городить огород с выравниванием выходных уровней и возможно, с доп.усилителем для раскачки выходного каскада.
Далее, сделал схему №2.
Плюсы – простая как монетка в 5 копеек, совсем не требует настроек.
Минусы – совсем не дает усиления. Реально Ку=1. Впрочем, если использовать дополнительный каскад, либо лампы оконечной ступени с высокой крутизной – схема вполне пригодна.
Потом сделал вариант №3.
В минусах только одно – требует подстроечного резистора и настройки – выравнивания уровней на выходе.
В плюсах – несложна и не капризна, усиления – до чертиков, при старательной настройке легко достигается равенство выходных уровней.
Собственно, для постройки несложного УНЧ вполне пригодна для раскачки 6П14П, 6П3С и подобных ламп.
Ранее делал в макете усилитель с таким фазоинвертором и парой 6П3С на выходе.
Получилась неплохая машина с приличным выходом и звучащая очень качественно.

Но не остановился на этом, продолжил “лабораторку”.
Попробовал совместить вариант №3 и дифференциальный усилитель.
Собственно, такая мысль навеяна идеей добиться еще большего “подобия” обоих половинок схемы.
Причем, сделать это было очень просто, всего лишь надо исключить конденсаторы в катодах и получается дифкаскад с катодной связью.
Вот так:

Отключив конденсаторы, совершенно неожиданно обнаружил, что общий Ку совсем не уменьшился!
Понятно почему, так как для противофазных сигналов, в этой схеме отсутствует ООС, присутствуя для синфазных.
Это свойство схемы очень полезно, так как:
1) исключены лишние и не всегда надежные детали;
2) получается дополнительное снижение асимметрии выхода и подавление четных гармоник.
—
Для меня очевидно, что третья схема, самая совершенная из рассмотренных и поэтому самая “вкусная” для постройки лампового УНЧ.
Рекомендую!

п.с. не претендую ни на какие “авторства” и т.п., так как “все уже украдено до нас” тов. Манаковым))))
Вот его оригинальная схема:

Расчет акустического фазоинвертора

Предлагаемые методы расчета фазоинвертора основан на простейших измерениях, проводимых с вполне определенным экземпляром громкоговорителя, устанавливаемым в акустический фазоинвертор и на номографическом определении размеров последнего. А также варианты расчета фазоинвертора с использованием технических параметров динамиков от производителя.

Что такое Фазоинвертор?

И как у всякого резонатора у него есть резонанс, весьма выраженный, с высокой добротностью и крутыми склонами. Так, что в корпусе саба у нас два резонатора: активный (динамик) и пассивный (фазоинвертор). Оба они влияют друг на друга через упругую среду (воздух).

Назначение ФИ — уменьшение нижней рабочей частоты сабвуфера, добавить низких частот.

Какой должна быть частота резонанса фазоинвертора?

Частота резонанса фазоинвертора (в общем случае) должна быть на 1/3 (на 33 %) ниже, частоты резонанса того же динамика в том же ящике при закрытом отверстии фазоинвертора.

Пример:
F_рез. динамика в ЗЯ = 60 Гц.
60 х 0,33 = 20гц.
60-20 = 40 Гц.

Расчётная резонансная частота ФИ в данном примере должна быть 40 Гц.

Для этой частоты, а считаю далее диаметр и длина фазоинвертора под объём данного ящика. А теперь рассмотрим более научные варианты расчета фазоинвертора.

Вариант №1. Простой вариант расчета размеров фазоинвертора

Это вариант подойдет для ленивых. Нам надо знать частоту настройки фазоинвертора для данного динамика. Его часто указывают производители динамиков в технических характеристиках, например на упаковке.

• F — частота настройки ФИ;
• C — скорость звука;
• п — число = 3,14…;
• S — площадь отверстия;
• L — эффективная длина трубы (длина трубы плюс процентов 5);
• V — объем корпуса.

Везде метры и герцы.

Соответственно отношение площади отверстия к длине фазоинвертора:

то есть при увеличении площади отверстия вдвое (два порта) — вдвое растет длина каждого из фазоинвертора. Делать узкий фазоинвертор чтобы уменьшить длину трубы нецелесообразно — возрастает скорость потока в нем (там должно быть не более 5% от скорости звука! я ошибся по памяти)

Одновременно сделать очень широкий и длинный фазоинвертор также не имеет смысла — его длина не должна быть больше длины волны на частоте резонанса, чтобы не было стоячих волн, но вообще-то это несколько метров получается, так что тут ошибиться трудно.

Вариант №2

В первую очередь, руководствуясь рис. 1 и таблицей, необходимо изготовить «стандартный объем» — герметичный фанерный ящик, все стыки которого во избежание утечек воздуха тщательно подогнаны, проклеены и промазаны пластилином.

рис. 1

Диаметр диффузора громкоговорителя, мм	Размеры, мм
А	В	С
200	255	220	170
250	360	220	220
300	360	220	270
375	510	220	335

Далее измеряют собственную частоту резонанса громкоговорителя, находящегося в свободном пространстве. Для этого его подвешивают в воздухе вдалеке от крупных предметов (мебели, стен, потолка). Схема измерений приведена на рис. 2.

рис. 2

Здесь ЗГ — градуированный звуковой генератор, V — ламповый вольтметр переменного тока и R — резистор сопротивлением 100–1000 ом (при больших значениях сопротивления измерение оказывается более точным).

Вращая ручку настройки частоты звукового генератора в пределах от 15-20 до 200-250 гц, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра. Частота, при которой отклонение максимально и является резонансной частотой громкоговорителя в свободном пространстве F_в.

Следующий этап — определение резонансной частоты громкоговорителя F_в при его работе на «стандартный объем». Для этого громкоговоритель кладут диффузором на отверстие «стандартного объема» и слегка прижимают, во избежание утечек воздуха в месте стыка поверхностей. Метод определения частоты резонанса прежний, но в этом случае она будет в 2–4 раза выше.

рис. 3
рис. 4

Зная эти две частоты, с помощью номограмм находят размеры фазоинвертора. В зависимости от диаметра диффузора громкоговорителя выбирают номограмму, приведенную на рис. 3 (для диаметра ,200 мм), на рис. 4 (для диаметра 250 и 300 мм) или на рис. 5 (для диаметра 375 мм). По выбранной номограмме определяют объем фазоинвертора, для чего соединяют прямой линией точки, соответствующие найденным частотам, на осях «Резонансная частота»

рис. 5

F_в (см. рис. 4 точка А) и «Резонансная частота» F_я (точка В). Отмечают точку пересечения С с вспомогательной осью и отсюда ведут вторую прямую линию через точку D до оси «оптимальный объем». Значение, соответствующее новой точке пересечения Е, и является искомым объемом.

Если нет каких-либо особых соображений для конструирования ящика специальной конфигурации, то расчет внутренних размеров его при заданной объеме может быть сделан по номограмме, показанной на рис. 6. Ширина фазоинвертора будет равна 1,4 высоты, а высота — 1,4 глубины. Пользование номограммой не представляет трудностей: проводят прямую линию между крайними осями, на которых нанесены величины объемов. Точки пересечения прямой с осями А, В, С определят ширину, высоту и глубину ящика. Диаметр выреза для громкоговорителя берется равным размеру С, указанному в таблице.

рис. 6

Далее, задавшись диаметром туннеля, необходимо определить его длину и проверить вмещается ли он в ящик фазоинвертора. Длину туннеля находят из графиков, приведенных на рис. 7, для трех внутренних диаметров: графики А — для диаметра 50 мм, В — для диаметра 75 мм и В — для диаметра 120 мм. Выбрав соответствующие графики, по частоте F_в и объему фазоинвертора, определенным ранее, находят длину туннеля (пример на рис. 7,В). Она должна быть на 35–40 мм меньше внутренней глубины ящика. Если этого не получается, можно нисколько изменить конфигурацию ящика, сохранив его объем, или взять Другой диаметр туннеля.

рис. 8

Фазоинвертор изготавливают из фанеры толщиной около 30 мм. Если нет такой толстой фанеры, то для повышения жесткости нужно приклеить внутри ящика по диагонали или крестообразно бруски размером 25×75 мм. Ящик собирают на винтах и клее и все швы герметизируют. Заднюю стенку рекомендуется крепить шурупами (по пять штук на одну сторону) с фетровой прокладкой. Туннель делают из толстостенной картонной трубки.

Изготовив фазоинвертор и установив в него громкоговоритель, приступают к его демпфированию. Для этого громкоговоритель рекомендуется полностью закрыть с задней стороны слоем стекловаты толщиной 25–50 мм, прикрепляя ее к доске вокруг диффузородержателя с помощью кольца, привинченного шурупами или винтами.

рис. 8

Достаточность демпфирования проверяется с помощью схемы, приведенной на рис. 8. Сопротивление резистора Я берется около 0,5 ом. Если же известен коэффициент демпфирования К усилителя, с которым будет работать агрегат, и сопротивление звуковой катушки громкоговорителя переменному току r, то его можно определять из формулы R=r/K ом.

Переводи переключатель из одного положения в другое, прислушиваются к щелчку в громкоговорителе. Если он вполне отчетлив я нет «бубнения» или «звона», значит демпфирование достаточно. Окончательное решение принимают после прослушивания оркестровой музыки с хорошо выраженными басами и верхними котами.

Вариант №3. Расчет размера фазоинвертора по номограмме

В области низких частот работа громкоговорителя не зависит от формы ящика или типа фазоинвертора, а определяется лишь двумя параметрами акустического оформления — объемом ящика-фазоинвертора V и частотой его настройки F_b. К нахождению этих величин и сводится в основном расчет акустического оформления.

Для того чтобы уяснить методику расчета громкоговорителей с помощью номограммы, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.Рассчитать оптимальное акустическое оформление для известной низкочастотной головки. Допустим, что с помощью измерений параметры головки определены: Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м 3 , f_s=40 Гц. При работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением (R_g=0) Q_t головки составит 0,3. Отметим на оси абсцисс точку Q_t=0,3, проведем через нее перпендикулярную оси прямую и найдем ординаты точек пересечения прямой с кривыми в верхней и нижней частях номограммы: V_as/V=3, f_b/f_s=1,25, f₃/f_s=1,47. Подставляя в полученные отношения измеренные значения параметров головки V_as=0,120м3, f_s=40 Гц, находим: V=0,04 м 3 , f_b=50 Гц, f₃=59 Гц. Таким образом, если не принимать мер к дополнительному регулированию Q_t, для получения гладкой частотной характеристики громкоговорителя заданную головку достаточно поместить в ящик-фазоинвертор объемом 0,04 м 3 и настроить его на частоту 50 Гц. Частота среза громкоговорителя при этом окажется равной 59 Гц.

Пример 2.Для той же исходной головки с Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,120м 3 , f_s=40 Гц требуется так рассчитать параметры ящика-фазоинвертора, чтобы частота среза громкоговорителя оказалась равной 35 Гц. При оговоренной частоте среза расчет начинается с определения f₃/f_s. В рассматриваемом случае f₃/f_s=0,875. Далее через точку с ординатой 0,875 на кривой f₃/f_s проводится прямая, перпендикулярная оси абсцисс, и определяются координаты точек пересечения ее с кривыми V_as/V и f_b/f_s , т. е. Q_t=0,415, V_as/V=1.05, f_b/f_s =0.93. Подставляя в полученные отношения значения параметров головки V_as=0,12м 3 , f_s=40 Гц, находим V=0,114 м 3 , f_b=37 Гц. Следовательно, для того чтобы получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя с частотой среза f3=35 Гц, объем ящика-фазоинвертора должен составлять 0,114 м 3 , а частота настройки — 37 Гц. Кроме того, поскольку требуемое значение общего Q головки отличается от измеренного (при работе от усилителя с нулевым выходным сопротивлением Q_t=0.3), для достижения желаемой формы частотной характеристики потребуется дополнительное регулирование этого параметра.

Пример 3.Дана низкочастотная головка (Q_a=3,2, Q_e=0,33, V_as=0,12м 3 , fs=40 Гц) и задан объем акустического оформления 19 V=0,06 м 3 . Требуется рассчитать громкоговоритель, обладающий гладкой частотной характеристикой. Определим отношение V_as/V =2. Через точку с ординатой 2 на кривой V_as/V проведем прямую, перпендикулярную оси абсцисс, и найдем координаты точек пересечения ее с кривыми f_b/f_s и f₃/f_s : Q_t=0,345; f_b/f_s=1,1; f₃/f_s=1,2. Подставляя в последние отношения значения параметров головки, находим fb=44 Гц, f3=48 Гц. Таким образом, чтобы с данной головкой и в ящике оговоренных размеров получить гладкую частотную характеристику громкоговорителя, потребуется настроить ящик-фазоинвертор на частоту f_b=44 Гц и с помощью средств регулирования довести общее Q головки до значения 0,345.

Калькуляторы фазоинвертора онлайн

В калькуляторе фазоинвертора Параметры набирать через точку, ноль перед точкой вводить не обязательно.

Фазоинвертор для мостового усилителя

Усилители Music Angel

XD500MKIII XD800MKIII XD845MKIII XD845LE XD850MKIII XD8502AIII XD900MKIII T24 фонокорректор

Ламповый усилитель XD500MKIII: EL34, 2х50 Вт Ламповый усилитель XD800MKIII: KT88, 2х65 Вт Ламповый усилитель XD845MKIII: 845, 2х20 Вт Ламповый усилитель XD850MKIII: 300B, 2х9 Вт Ламповый усилитель XD8502AIII: 300B, 2х9 Вт Предварительный ламповый усилитель XD900MKIII: 12AU7, 12AX7

MINI 6 MINI 5.1 MINIP1 MINIL3 MINIP14

Ламповый усилитель MINI 6: KT88, 2х60 Вт Ламповый усилитель MINIP1: 6AQ5, 2х10 Вт Ламповый усилитель MINIL3: EL34, 2х35 Вт Ламповый усилитель MINIP14: 6P14, 2х10 Вт

AZUR H2 HA-02 HA-03B HA-03B2 HA-03M Lunch Box Pro

Ламповые усилители LACONIC HA-02,03B/B2/M: 6N6P, 2х1,2 Вт на 300 Ом

Music Angel One Music Angel 2.5 Music Angel TK-10 DIVA 5.2

Акустическая система Music Angel One: 20 – 100 Вт, 38 Гц – 30 кГц, 86 Дб/Вт/м Акустическая система Music Angel 2.5: 20 – 200 Вт, 20 Гц – 30 кГц, 86 Дб/Вт/м Акустическая система Music Angel TK-10: 10 – 250 Вт, 45 Гц – 22 кГц, 8 Ом, 97 дБ/Вт/м Акустическая система DIVA 5.2: 10 – 150 Вт, 36 Гц – 20 кГц, 90 дБ/Вт/м

Лампы Кабели

КТ 88: Filament Voltage 6.3 V Filament Current 1.6 A Plate Voltage (max) 800 V Plate Current (max) 230 mA Plate Dissipation (max) 40 W 845: D.C. Plate Voltage 1250 D.C. Gr > 300B: Filament Voltage 5 V Filament Current 1.2 A Plate Voltage (max) 450 V Plate Current (max) 100 mA Plate Dissipation (max) 40 W

Лампы и звук: назад, в будущее или новое – это хорошо забытое старое?

Еще более интересна находка Джеффа Маколэя – одно из редких схемотехнических решений ламповой аудиотехники, разработанное в наши дни (подавляющее большинство остальных «современных» ламповых УНЧ выполнены по схемам, заимствованным из 60-х, 50-х и даже 40-х годов). Остановимся на ней подробнее. На рис. 15 показана эквивалентная схема выходного трансформаторного каскада для НЧ, а на рис. 16 – для ВЧ. Здесь Rp – внутреннее сопротивление источника (лампы -Ri), Rw – сопротивление первичной обмотки, Lo – индуктивность первичной обмотки, RI – приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки, Lk – индуктивность рассеивания, С – эквивалентная емкость обмотки. Учитывая, что Rp обычно намного больше Rw, легко убедиться, что снижение внутреннего сопротивления лампы улучшает АЧХ как на НЧ (частота среза здесь fH = Rp / (2 п Lo), для упрощения приведенное сопротивление нагрузки опустим), так и на ВЧ (грубо fB = 1/(2 п Rp С), также для упрощения опуская нагрузку). Для снижения Rp обычно загоняют лампу в режим с максимальным током анода и небольшим анодным напряжением или применяют параллельное включение однотипных ламп (это «лобовые» решения), или используют вместо схемы с общим катодом катодный повторитель (т.е. местную 100%-ную ООС, снижающую эквивалентное внутреннее сопротивление лампы, рис.17. Но такое решение требует очень большого раскачивающего напряжения на управляющей сетке, которое вдвое превышает анодное Ht). Джефф решил проблему нестандартно и очень красиво (рис. 18) – включил лампу как управляемый током источник напряжения (V1R7, V2R8 по сути это операционные усилители на лампах, выходы которых – аноды – соединены с инвертирующими входами – сетками – через резисторы ООС R7 и R8). Таким образом без общей ООС достигнуто предельно низкое эквивалентное внутреннее сопротивление ламп. Кроме отличной НЧ характеристики это позволило уменьшить и нелинейные искажения, возникающие в магнитопроводе выходного трансформатора (напряжение на вторичной обмотке пропорционально скорости изменения магнитного потока, а последний в трансформаторе с нелинейным ферромагнитным магнитопроводом тем ближе к входному напряжению, чем меньше внутреннее сопротивление источника,
питающего первичку). Входной ток для ламповых каскадов формируют управляемые напряжением источники тока на ОУ А1, А2 и транзисторах Тr1, Тr2, нагруженные на «виртуальную землю» – токовые входы V1R7 и V2R8 и поэтому принципиально не искажающие сигнал.
К сожалению, при перепечатке данной схемы в журнале «Радиоматор» №1/ 96 (с.20) и дальнейшей перепечатке уже из «Радиоматора» в «Радио» №10/97 (с.58) был неправильно указан тип ламп EL84 (6П14П), а надо EL34 (6П27С) – вдвое мощнее и с меньшим Ri, поэтому попытки повторения этого УНЧ на 6П14П просто не могли подтвердить заявленные автором характеристики – беспрецедентную для ламповых УНЧ полосу частот от 5 (!) Гц до 55 кГц при выходной мощности 32 Вт и коэффициенте гармоник 0,07%. Выходное сопротивление 0,6 Ом, достигнутое без общей ООС, также недостижимо для подавляющего большинства других ламповых УНЧ. Детальный анализ схемы выявил также оплошность и самого автора – Джеффа Маколэя: соединение инвертирующих входов ОУ А1 и А2 через резистор R11 (очень похожее на схемотехнику мостовых транзисторных УНЧ), на поверку не обеспечивает равенства амплитуд противофазной раскачки. Действительно, применив принцип виртуального замыкания входов ОУ, можно определить, что коэффициент передачи входного сигнала в эмиттеры транзисторов для каскада на А1Тr1 равен Ku1=1+R2/R11=2,47, а для каскада A2Tr2 Ku2= -R5/R11 = -1.47. Как говорится, налицо асимметрия на 68%. Для ее устранения достаточно увеличить сопротивление R5 до 16,8 кОм (включить последовательно 10 кОм и 6,8 кОм) с одновременным увеличением до 110 кОм сопротивления резистора R13, совместно с R12 задающего режим генераторов Тr1, Тr2 по постоянному току. Для тех, кто решил повторить эту схему, приводим схему блока питания (рис.19). Анодная обмотка Т2 должна быть рассчитана на напряжение 280 В (700 мА), а питание ОУ осуществляется от накальной обмотки (2×6 В, 4А) через простейшие выпрямители. Выходной трансформатор Т1 должен иметь индуктивность первичной обмотки 8 Гн, коэффициент трансформации 20:1 и индуктивность рассеивания не более 10 мГн. Допуск на все резисторы – 1%. Мы также рекомендуем вместо С4 и R11 установить два резистора по 3,3 кОм, в общую точку которых подключить нижний по схеме вывод R12, a R13 из схемы исключить.
OTL. Как говорил один из сильных мира сего, «нет человека – нет проблемы». Приверженцы бестрансформаторных решений столь же категоричны – уж если звучание усилителя определяется качеством его выходного трансформатора, то, устранив последний, преодолеем последний рубеж на пути к идеальному звуку! Но. реалии и здесь приземляют необузданный полет фантазий. Основное противоречие состоит в том, что лампы -относительно высоковольтные и слаботочные (следовательно, по закону Ома – высокоомные) устройства, в то время как акустические системы (АС) – низковольтные, сильноточные и потому низкоомные (за исключением электростатических АС – вот где «идеальная пара» для ламповых OTL!). Поскольку типовое Ri пентодов и лучевых тетродов составляет десятки кОм, триодов – единицы кОм, и только у специализированных ламп типа 6СЗЗС Ri=100 Ом, их непосредственное подключение к 8-омной нагрузке хоть принципиально и даст звук, но КПД будет настолько мизерным (даже для 6СЗЗС всего 8/(100+8)х100%=7%, а для других ламп -доли процента), что более правильным будет назвать такой агрегат не усилителем, а калорифером. Да и звук вряд ли устроит меломана – питание АС генератором тока, а не напряжения резко подчеркнет всевозможные электроакустические резонансы и нарушит нормальную работу разделительных фильтров. Попытки решить проблему с другого конца – увеличением сопротивления АС с электродинамическими головками предпринимались еще в 40-х годах и без особого успеха – создать качественный высокоомный динамик оказалось не проще, чем низкоомную лампу. Оставим поэтому в стороне технологию и рассмотрим, что нам предлагает схемотехника.
SE OTL на катодном повторителе (рис.20). Его выходное сопротивление Rвых=Ri/(1+m), где m – коэффициент усиления лампы. Из трех возможных схем включения (общий катод, общая сетка и общий анод-катодный повторитель) такая схема имеет наименьшее сопротивление и в принципе может быть применена в SE усилителях, однако проблемы с протеканием через нагрузку постоянного тока и крайне малая выходная мощность являются преградой для ее широкого распространения.
РР OTL. В 1951 г. Флетчер и Кук продемонстрировали двухтактный бестрансформаторный УНЧ на восьми лампах 6AS7G (6Н13С), который генерировал 6,32 Вт на нагрузку 16 Ом. Проблема с постоянным током через нагрузку вроде решена, но выходное сопротивление такого решения (рис.21) Rвых=2Ri/(1+m) вдвое больше, чем в однотактном SE варианте, поскольку с точки зрения нагрузки обе лампы включены последовательно. Это означает, что при использовании четырех 6СЗЗС выходное сопротивление не удастся снизить менее 27 Ом. Кроме того, режим ламп может быть только в классе А, что практически исключает возможность получения значительной выходной мощности.
SEPP OTL В том же 1951-м Петерсон и Синклер предложили схему асимметричного двухтактного каскада,названного Single-Ended Push-Pull (рис.22), который впоследствии нашел широкое применение в транзисторной технике. Но это в транзисторах, которые бывают двух типов проводимости. Поскольку «позитронных» ламп, комплементарных обычным электронным, не бывает, то в ламповой технике такой каскад в силу явной асимметрии выходных сопротивлений верхнего и нижнего плеча, а также сложности получения напряжений раскачки, в чистом виде широкого распространения не получил, хотя попытки коммерческого применения и были (рис.23, SEPP OTL с выходом на 600 Ом).

Futterman OTL. В 1954 самоучка из Нью-Йорка Юлий Футтерман предложил схему раскачки SEPP OTL, в которой катодный резистор фазоинвертора был соединен не с землей, а с выходом усилителя (рис.24). В ней 100%-ная ООС катодного повторителя (верхнее плечо) компенсирована 100%-ной ПОС через катодный резистор фазоинвертора, поэтому асимметрия выходных сопротивленией верхнего и нижнего плеч устранена, но. на худшем из двух уровне – каскада с общим катодом. То есть эквивалентное выходное сопротивление этой схемы Rвых=Ri/2 (для нагрузки обе лампы включены параллельно). Для нашего примера с четырьмя 6СЗЗС это соотвествует 25 Ом, т.е. практически как и у РР OTL, но здесь лампы уже могут работать и в режиме АВ, что дает существенный выигрыш по мощности. Современную практическую реализацию Футтермана находим в усилителе Андреа Циуффоли (рис.25).

Фазоинвертор пассивного излучателя и туннельный фазоинвертор

Впервые пассивный излучатель был описан Гарри Олсоном (Harry Olson) в патенте 1935 года «Громкоговоритель и способ передачи звука». На рынке домашней аудиоаппаратуры акустические системы с пассивным излучателем получили сравнительно умеренное распространение, а в автомобильном аудио не применялись вообще. Но недавно два известных производителя аудиооборудования для автомобильной промышленности Boston Acoustics и Eathquake начали применять пассивные излучатели, переняв опыт их использования из систем домашней аудиоаппаратуры.

Внешне пассивные радиаторы выглядят обманчиво, поскольку похожи и даже двигаются подобно обычному сабвуферу. Но это так кажется только с наружной стороны акустической системы. Как следует из названия, в этих излучателях отсутствует «привод». Другими словами, нет звуковой катушки, магнита, центрирующей и торцевой шайб, гибкого подвода и клемм подключения. Пассивные излучатели – по существу неподключенные головки динамиков, поэтому размещаются в паре с подключенным низкочастотником в одном корпусе. Системы с пассивными излучателями относится к разновидности корпусов с отверстием или портом, т.е. есть фазоинверторного типа. Математически они идентичны, только вместо порта используется диафрагма. Основным в пассивных излучателях следует отметить два параметра: вес и жесткость диафрагмы.

Вес является ключевым элементом при конструировании и должен точно рассчитываться для правильной работы фазоинвертора, поскольку может изменить резонансную частоту и, соответственно, настройку всего корпуса. Жесткость диафрагмы определяется сочетанием упругости материала подвеса и объемом воздуха внутри камеры корпуса.

Пассивные излучатели настраиваются для резонирования на частоте ниже диапазона линейной характеристики действующего низкочастотника. Рабочий диапазон пассивного излучателя лежит между величинами на 1/4 октавы выше и ниже значения резонанса. Это означает, что совместная работа низкочастотника и пассивного излучателя способны произвести расширение басового диапазона примерно на пол-октавы. Разумеется, данный принцип действует при наличии правильной настройки излучателя. Крутизна наклона АЧХ довольно крутая – 18 дБ/октава.

Оба диффузора: активный и пассивный могут перемещаться синфазно, со смещением относительного колебания, вплоть до противофазного. Сохранение синфазности колебаний обоих конусов было бы идеальным в порядке усиления выхода низкочастотного динамика, но по своей физике такой вид резонансной системы невозможен.

Преимущественно распространены системы с пассивным излучателем большего, чем активный динамик, диаметра. Это позволяет низкочастотнику сравнительно меньшего диаметра улучшить характеристику в диапазонах верхнего и среднего баса. В этом случае также расширяется нижний диапазон воспроизведения, но требуется другая конструкция корпуса.

Как и любое конструктивное решение, пассивный излучатель имеет некоторые недостатки. В вышесказанном отмечалось, что радиатор способен репродуцировать тона в противофазе, то есть со сдвигом 180° относительно акустических колебаний динамика. В зависимости от произведенной частоты, взаимного расположения пассивного излучателя и активного – в частотной характеристике могут наблюдаться несколько провалов. Чем длиннее диапазон, где полная АЧХ не включает каких-либо внезапных изменений или разрывов, человеческий слух этих провалов не обнаружит.

Другая внутренняя проблема заключается в большой крутизне наклона амплитудно-частотной характеристики. АЧХ ниже частоты настройки пассивного излучателя резко падает. Дополнительно, упругие свойства воздуха в корпусе спикеров уже не восстанавливают движения излучателя и особенно низкочастотника ниже резонанса пассивного излучателя. В подобном режиме не исключена даже возможность повреждения как активного низкочастотника, так и пассивного излучателя.

В настоящее время существуют перспективные разработки пассивных излучателей, в которых имеется регулируемый набор грузов для диффузора в целях более легкой настройки. Также немаловажен правильный выбор НЧ-динамика с невысокой полной добротностью (QTS=0,2-0,4) и соответствующей конструкции корпуса.

История происхождения туннельного фазоинвертора берет свое начало в 1930 году от акустического лабиринта Стромберга-Карлсона (Stromberg-Carlson). Этот лабиринт состоял из длинной трубы, на одном конце которой была вмонтирована головка динамика, а другой конец оставался открытым. Площадь поперечного сечения открытой части равнялась площади головки. Эксперименты 1960-х годов по изменению скорости звука в зависимости от внутреннего покрытия различными типами демпфирующих материалов и варьирование формой трубы определили современный стандарт конструкций корпуса этого типа.

Туннельный фазоинвертор представляет собой длинную камеру с обратной стороны громкоговорителя.

В противоположном конце туннеля имеется пропускной канал или отверстие (в основном, с размером диафрагмы головки динамика) выходящий в наружную сторону корпуса. Правильно спроектированный туннельный фазоинвертор устраняет фазовое взаимогашение звуковых волн динамика. Несмотря на это, данные устройства пока еще мало распространены в caraudio из-за их размера и сложности размещения. Конструкция состоит из вытянутого контура, изготовленного с целью устранения стоячих волн и резонансов, типичных для других корпусов АС. Подавление стоящих волн защищает головку динамика от вредного влияния отраженных волн, которые являются причиной искажений и разрушения диффузора.

Протяженность туннеля нарушает синхронизированное движение воздуха внутри камеры, которое ослабляет колебания фронтальной волны. Изменением длины туннеля и настраивается камера, аналогично настройке открытой с одного конца трубы соборного органа. Это основано на явлении фазового сдвига колебаний акустических волн. Фазовый сдвиг тыловой звуковой волны (низкочастотника) усиливает фронтальную волну на низких частотах, где последняя начинает ослабляться вследствие увеличения сопротивления воздуха в этом диапазоне.

Демпфирование туннельного фазоинвертора в отличие от воздушного сопротивления закрытого корпуса, не ограничивает движения диффузора. В результате он эффективнее и резонансного фазоинвертора. Точность воспроизведения и линейность амплитудно-частотной характеристики также имеют высокие показатели. Конструирование корпусов таких фазоинверторов требует соответствия расчетам и аккуратной настройки. Обычно применяемые головки динамиков имеют невысокие значения полной (Qts=0,2-0,4) и электрической (Qes=0,3-0,4) добротности на низком значении частоты собственного резонанса. Длина хода тыловой акустической волны является индивидуальной для данного корпуса и определяется дробной частью длины волны на резонансной частоте низкочастотника. Например, если резонансная частота используемого динамика туннельного фазоинвертора равняется 40 Гц, длина волны составит примерно 8,61 м. Канал внутри туннеля должен составлять 1/4, 1/2 или 3/4 часть от этой величины и равняться 2,15, 4,31 или 6,46 м, соответственно. Вследствие таких значений, туннель часто сворачивают в лабиринт для большей компактности. Уменьшению фактической длины способствует правильное наполнение демпфирующим материалом, например шерстью.

В некотором смысле акустическое оформление четвертого порядка (фазоинвертор пассивного излучателя и туннельный фазоинвертор) не является достаточно удобным для компонентного применения в автомобильном аудио, но представляет альтернативу существующим корпусам сабвуферов.