Ленточные пищалки в авто

Твитер — купольный или ленточный? Плюсы и минусы этих решений

К середине XX века кино (на тот момент – уже звуковое) начинает постепенно становиться стереофоническим и даже многоканальным. Активное участие в этом процессе принимал в том числе и разработчик Уильям Хейт. Затем его внимание переключилось на домашние акустические системы: в 1962 году он выпускает первые в мире колонки с мягкими купольными твитерами, на которые 27 июня 1967 года получает патент США за номером 3328537. Сейчас подобную конструкцию можно встретить… везде!

Купольная мембрана высокочастотного динамика

В 1933 году в гёттингенском университете имени Георга-Августа защитил кандидатскую диссертацию по молекулярной спектроскопии некто Оскар Хейл. Помимо работы над такими глобальными темами, как радиолокация и полупроводниковая схемотехника, он также известен как изобретатель электроакустического преобразователя (Air Motion Transformer) или излучателя Хейла. Первый случай его практического использования опять же зарегистрирован в США, в 1972 году, в колонках ElectroStaticSound, разработанных еще одним небезызвестным персонажем, Нельсоном Пассом. А один из самых активных приверженцев этих излучателей сейчас – немецкая компания ELAC. Любопытно, что в линейке этого производителя есть колонки как с традиционными купольными твитерами, так и с более экзотическими AMT. Так в чём же разница?

Первый купольный ВЧ-динамик в ассортименте ELAC появился в 1989 году, назывался он HT25 и представлял собой своего рода отштампованный из металлического (алюминий/магний/марганец) сплава «стакан», где выпуклое днище было собственно говоря куполом, а стенки — каркасом звуковой катушки. А четыре года спустя, после поглощения берлинского производителя колонок A.R.E.S., был выпущен и первый излучатель Хейла под маркой ELAC, легендарный теперь уже JET-твитер.

Ленточный (AMT) твитер ELAC

Три самых важных параметра купольного твитера – это его малая масса, высокая жесткость и хорошее демпфирование (то есть отсутствие собственных резонансов). Попытки совместить эти свойства в рамках одного изделия напоминают анекдот про работу, которую следует выполнить одновременно быстро, хорошо и дёшево. Очевидно, что самые жёсткие купола – металлические, но они же и самые «звонкие», то есть наименее задемпфированные. Мягкие купола имеют гораздо менее выраженные собственные резонансы, но по причине их гибкости страдает и верхняя граница АЧХ.

Купольный твитер ELAC

Очевидный плюс купольного ВЧ-динамика — это его повсеместная распространенность и как следствие — высокая технологичность производства и относительно низкая (если не используются экзотические материалы вроде бериллия и алмаза) стоимость. Грубо говоря, и разработчику и производителю с куполом все предельно ясно, примерно как с кинескопным телевизором на заре плазмы и ЖК. Да, плоские панели уже на тот момент были очевидно более перспективными, но качество их изображения еще хромало, а из кинескопа уже выжали все возможное и невозможное.

Внутренняя конструкция JET-твитера ELAC

А что же с Хейлом, вернее – с его излучателем? Классический ленточный излучатель в виде металлизированной ленты или просто фольги обладает очень низким сопротивлением и требует согласующего трансформатора для совместной работы с усилителем. Если вместо полной металлизации наносить на пленку токопроводящую дорожку в виде меандра, то сопротивление вырастает до разумных значений. Такой излучатель называется изодинамическим. Наконец, если его сложить гармошкой, то при равных внешних габаритах существенно вырастет площадь излучения, но уменьшится хрупкость, за счет многочисленных ребер жесткости. Добавьте сюда стержневые магниты и получится АМТ.

Недостатков у такого излучателя пожалуй что два. Первый – относительно высокая сложность и, как следствие, стоимость производства: ведь используется большая доля ручного труда квалифицированных сборщиков. Второй – высокая детальность звучания вкупе с низким процентом собственных искажений и призвуков, что предъявляет повышенные требования как к качеству остального тракта, так и к качеству записей.

Высокотехнологичный процесс производства ленточных твитеров

Объективно говоря, эти выводы можно сделать даже глядя на ассортимент ELAC и сравнивания конструктив серий акустических систем с их стоимостью. Модели от бюджетного до среднего класса оснащены купольными твитерами, а от среднего и до абсолютного high end – излучателями Хейла. Впрочем, ожидать иного решения от немецкой компании с почти столетним опытом в этой области было бы, по меньшей мере, наивно!

Источник

Ленточные ВЧ-излучатели AL28

О ленточных ВЧ излучателях слышали многие. И даже слушали – в домашней акустике они применяются довольно часто. В автомобильной же – лишь в инсталляциях особо упоротых маньяков требовательных меломанов.

ЛЕНТОЧКИ, НИТОЧКИ…

В меру взрослое население прекрасно знает продолжение этих строк – а остальным Гугл в помощь. И эпиграф этот совсем не случаен – цена вопроса оказалась настолько смешной, что даже призыва «Тейк ми, плиз!» не потребовалось. Даже на волне коронавирусных распродаж это оказалось дешевле, чем даром, жаба не протестовала.

Объект как минимум представлял интерес для исследования, а как максимум (в случае положительной оценки) заслуживал и практического применения. О совпадении заявок с реальностью поговорим чуть позже, а пока обратимся к конструкции.

Габариты изделия без выводов 83х23 мм, толщина – 8 мм. Диаметр крепёжных отверстий 3,8 мм. Масса – всего 60 г. Лицевая часть оформлена как короткий рупор – хотя акустически выверенным профилем здесь и не пахнет, скорее – так технолог увидел

Корпус изготовлен из жёсткого пластика. Площадь излучающей мембраны 6 см² – как у купола диаметром 28 мм. Сама мембрана майларовая, нитевидные проводники – алюминиевые. В магнитной системе два магнита, установленных под группами проводников, их магнитный поток замыкается «по воздуху». Поэтому с лицевой стороны присутствует некоторая тяга к металлическим предметам, при установке об этом нужно помнить

Масса подвижной системы стремится к нулю, отклик на импульс обещает быть хорошим. Это свойство всех изо-, орто- и прочих излучателей с невесомой диафрагмой и распределённой по всей поверхности движущей силой. Второе же свойство, характерное именно для ленточных излучателей – две разные диаграммы направленности: широкая в плоскости короткой оси и узкая – в плоскости длинной. И разница эта особенно заметна в ближнем поле: при реальных расстояниях порядка полуметра сантиметр ширины ленточки – это практически точечный излучатель. А 6 сантиметров с такого расстояния уже не совсем точка, и это, кстати, длина волны 5,5 кГц. Так что всё, что выше по частоте, станет результатом интерференции. Отсюда вывод: ориентировать ленточные пищалки при установке нужно особо тщательно, учитывая (и используя) эти различия для построения звуковой сцены. Что, кстати, актуально не только для беспроцессорных систем.

Заявка выглядит аппетитно:

Ну что, будем подтверждать и развенчивать? Кроме мощности, потому что даже на беглый взгляд для субтильной конструкции это может оказаться последним вздохом писком. Напомню, что 20 Вт (в пике) – это мощность на входе фильтра, выделяющего из полного спектра номинальную для этой пищалки полосу частот. В данном случае – выше 2,2 кГц, по заявлению изготовителей.

Параметры ВЧ-головки непосредственному измерению не поддаются, даже резонансная частота определяется лишь косвенно. Крошечный «прыщик» на Z-характеристике в районе 4 кГц – это резонанс

Угловые характеристики снимались с расстояния 0,5 м – для большей наглядности. Практика с теорией не разошлась – в плоскости малой оси даже под углом 50 градусов наблюдалось примерно то же. А в плоскости длинной оси под углом 50 градусов было такое непотребство, что его даже показывать нельзя

Выбирать частоту раздела ниже 5 кГц не стоит по ряду причин. Во-первых, там снижается отдача и резко растут искажения. Во-вторых, даже и 5 кГц допустимы только при работе от головного устройства или слабенького, ватт на 40 усилителя. Здесь вступает в силу ограничение по мощности. Если принять во внимание распределение энергии музыкального сигнала по спектру, то при работе с внешним усилителем мощностью свыше 60 Вт можно рекомендовать частоту раздела 7—8 кГц с возможно бОльшей крутизной спада (3—4 порядок).

Да, чуть не забыл про искажения. Они практически целиком представлены второй гармоникой, уровень которой быстро снижается с частотой. На частоте 5 кГц это 0,8% – не самый низкий, но не криминальный показатель. Чуть выше по частоте – и все гармоники окажутся в нерабочей или неслышимой области.

МЁД И ДЁГОТЬ

Вроде бы всё уже сказано, остаётся только подвести итоги. Широчайшая дисперсия, в меру гладкая частотная характеристика, стабильный импеданс, малые габариты – это очевидные плюсы. Минусы тоже очевидны – ограниченная подводимая мощность, не самый широкий диапазон воспроизводимых частот и скромная чувствительность. Но низкая цена и приятное звучание становятся решающим фактором. В поканалке эти недостатки уже несущественны.

Источник

Самодельный ленточный ВЧ динамик

Самому собрать акустические системы немного банально. А вот самому изготовить динамики, да и еще чтоб Хай-Фай… Да еще из доступных материалов, без всяких там супермастерских с лазерными станками… Наверное будет трудно, да? А может попробовать?! Как вы считаете?

Играя в фаллаут, вспомнил про динамики. «Вынес» банду радиоактивных Гулей, набрался мужества и вышел из игры. Почитал в инете про типы динамиков. Ознакомился с конструкциями колонок. Все ясно и понятно: чем больше количество полос – тем «круче» акустика. Представил, как я буду делать десятиполосную АС и решил остановиться на классической 3-х полосной системе. Начну, пожалуй, с самого простого динамика-излучателя – ВЧ (пищалки). Он маленький и делать наверняка его будет легче, чем все остальные. А любой динамик, это, прежде всего магниты. Где взять и какие? Ну, конечно же самые мощные! Где у нас самые–самые из доступных?! Правильно – в поломанных жестких дисках. Где-то у меня был один такой:

Итак, нахожу в заначке древний жесткий диск с целью извлечения оттуда необходимых компонентов – магнитов. Болтики под «звездочку» не смущают – давно уже куплены две «компьютерные» отвертки, специально для таких целей. Несколько минут работы (ломать – не строить!) и у меня в наличии две подковообразные пластины с приклеенными к ним магнитиками. Думаю, что этих магнитиков вполне хватит для изготовления двух ВЧ динамиков.

Теперь что касается магнитов. На фотке показана условная полярность подковы. Стрелочкой показана середина пластины. После отрывания магнита от металлической основы, магнит я зажал в тисках приблизительно по середине и с помощью плоскогубцев сломал пополам. Теперь у меня два разнополярных магнитика. Вторая подкова-магнит (в последствии таким же образом) будет использована для второй «пищалки».

Магнитная система динамика состоит не только из двух магнитов, но еще необходимо железо нужной формы с хорошей магнитной проницаемостью. Для концентрации магнитного поля в нужном направлении, так сказать. Такой железкой вполне может служить «U»-образная половинка сердечника трансформатора. Как, например одна из этих. Только поменьше конечно.

Диффузором и одновременно катушкой будет служить ленточка от алюминиевой фольги, в которую заворачивают курицу во время приготовления в духовке. Разумеется, до того, как в нее завернут курицу, а не после. Хотя может случиться так, что отожженная фольга (да еще и в курином жире) будет звучать более «аудиофильнее», чем «простая».

К чему я недавно вспоминал о компьютерном блоке питания? Да, потому что, для изготовления ВЧ динамика мне понадобиться согласующий трансформатор, который состыкует выходное сопротивление усилителя 4-8 Ом с весьма низким сопротивление ленточки-фольги. А подходящую железяку как раз можно взять из неисправного компьютерного блока питания.

Теперь возвращаюсь к ленточке-фольге. Для того чтобы придать большую подвижность диафрагме с одновременным увеличением поперечной жесткости полоске фольги мне пришлось сделать такой вот «станок».

Пропуская через его «зубья» полоску фольги, получаю гофрированную диафрагму. Напиливаю несколько реек и брусков и получаю практически готовый набор для сборки ВЧ динамика.

Развел эпоксидного клея и с его помощью соединил «дровишки» с «железкой». Где и что находится – подписал на фотке:

Две медные шинки, к которым припаивается полоска фольги, крепятся шурупами. Вторичная обмотка трансформатора намотана «плетенкой» заземления.

Для пайки алюминиевой фольги купил специальный флюс. Но оказалось, что она (ленточка) и так прекрасно припаивается к медной шинке. Вид сбоку:

Ну вот, готовая «пищалка». Приклеиваю декоративную сеточку, чтобы моя детвора пальчиками «случайно» не порвала фольгу. Придаю вертикальное положение с помощью пенопластового уголка от какой-то упаковки и подключаю к усилителю.

Сравниваю уровень громкости с 6 ГДВ-7 на 5 кГц и на 10 кГц. Получается, что самодельный ленточный излучатель тише, относительно неё, на 10 дБ. То есть уровень характеристической чувствительности «пищалки» около 82 Дб/Вт/м. Достаточно мало для динамика, если он промышленный образец. И вполне достойно, если собран самостоятельно. Вот что мне показывает программа «justmls»:

Самодельная ленточная пищалка:

Если верить графикам, начиная с 1кГц и выше (потому как НЧ-часть пищалки не могут воспроизводить), то неравномерность АЧХ у самодельного динамика намного меньше. Но, конечно своим ушам я доверяю больше, поэтому собираю на подоконнике простейшую 2-х полосную систему и включаю музыку.

Для выравнивания по уровню громкости приходиться «задавить» бумажный динамик 12-Омным резистором (его собственный импеданс 6 Ом). Впечатления от прослушивания…. Хорошие впечатления. Записал на видео как играют динамики:

Источник

Ленточная пищалка? –Да нет ничего проще!

Сейчас расскажу, как сделать своими руками ВЧ динамик, так сказать, на уровне мировых стандартов. Будет вам и качество звука не хуже «Фунтек», и доступность деталей, и легкость в повторении. В общем, идеальный набор для конструктора-меломана, у которого есть золотые руки, гениальная голова, утонченный музыкальный слух…но нет денег.

Разумеется, одним магнитом обойтись можно, но лучше не мелочиться в таком вопросе, тем более для себя, любимого!

Итак, вырезаем стальную (магнитную, т.к. нержавейка ни в коем случае не подойдет!) пластину с размерами 155х45х4 мм и приклеиваем к ней «Моментом» магнитики (в данном примере толщина каждого 4 мм).

Из полосы стали, купленной в магазине (здесь важна ровная геометрия пластин) отрезаем две полоски по 175 мм.

Затем на наждаке (точильный круг) обтачиваем одну грань пластины для придания соответствующей формы:

Такая форма концентрирует силовые линии и усиливает магнитное поле в месте расположения ленты-излучателя. Забегая вперед, покажу это место на собранном излучателе:

Но вернёмся назад и продолжим по порядку.

Поверх магнитов наносим две дорожки эпоксидного клея, так чтобы центр оставался чистым. Стальные пластины прижимаем друг к другу через временную пластмассовую полоску-прокладку (я использовал деталь от детского конструктора) и медленно подносим к нижнему магниту. Пластины с громким «чпок!» примагничиваются. И теперь аккуратно (да прибудет с нами Сила!) сдвигаем их вверх вдоль магнитов, следя, что бы конструктор-разделитель не выскочил. Получаем такую конструкцию.

Как только клей высохнет, вынимаем конструктор-разделитель. Стальные пластины прекрасно держатся в нужном нам положении на магнитной подложке.

На две картонные полоски приклеиваем залуженные контакты-полоски медной фольги. Полоски должны огибать картон (как скоба) и служить контактами с обоих сторон. Затем картонки крепим к стальным пластинам с изнаночной стороны, рядом с отверстиями для крепления динамика.

Начинаем готовить ложе для мембраны. Вырезаем полоску из тонкого ворсистого материала, приклеиваем на видимую часть магнитов. Не забываем сделать загиб (утолщение) на краях. Полоска будет работать в качестве легкого поглотителя звука обратной стороны мембраны и её механического ограничителя, в случае нештатного режима (амплитудной перегрузки). А утолщение на концах поднимет мембрану до уровня магнитного зазора.

Переходим к ювелирной работе, к мембране-ленте. Вырезаем из фольги конденсатора полоску шириной 7 мм. Если нет конденсатора, можно вырезать из пищевой фольги. В такой фольге отлично получается буженина.

Вариант из фольги доступнее, но потребует немного изменить количество витков первичной обмотки согласующего трансформатора. Это связано с тем, что фольга для запекания более толстая и будет иметь меньшее электрическое сопротивление.

Далее, гофрируем ленту между двумя шестеренками или между зубчиками крышек от зубной пасты и припаиваем к площадкам-контактам, которые мы заблаговременно приклеили к картонным полоскам.

Обычной пальчиковой батарейкой «узнаем» полярность нашего излучателя. Плюс и минус обозначаем, увидев выталкивание ленты наружу.

Для ленточного излучателя ещё потребуется согласующий трансформатор. Намотать его можно на кольце, взятом из компьютерного блока питания, или использовать любое подходящее кольцо, будь то ферритовое, из пермаллоя или тороидального железа.

Подключение «автотрансформатором» улучшает проникновение высокочастотных составляющих к ленте от усилителя.

Согласующий трансформатор приклеиваем с тыльной стороны излучателя и припаиваем выводы на контактные площадки.

Лицевую сторону с лентой накрываем подходящей предохранительной металлической сеткой. В силу наличия магнитного поля она будет держатся самостоятельно.

Собственно, всё готово. Включаем через подходящий фильтр к НЧ динамику и можно слушать музыку.

Хочется обратить внимание, что, с одной стороны, такая классическая конструкция ленточного динамика позволяет сэкономить на количестве магнитов. С другой, амплитуда колебаний весьма ограничена узким зазором. Поэтому основной недостаток классического ленточника – это плохая работа на нижнем участке рабочих частот. Если лента вышла из зазора, то стали заметны искажения. Как раз тот самый «шорох и звон» ленты, о которых иногда пишут в отзывах владельцы «Фунтек»-ов.

Логично, использовать «пищалку» в том диапазоне, где она «даст фору» всем остальным видам излучателей. То есть, хотим максимальное качество звука- используем разделительный конденсатор (всего лишь 6 Дб/окт) и слушаем от 10 кГц и выше с наилучшей фазо-линейной характеристикой.

Если же хотим слушать от 5 кГц (и выше) –включаем через фильтр 3-го порядка (конденсатор-катушка-конденсатор, 18 Дб/окт).

Как компромиссный вариант: слушаем через конденсатор от 5 кГц, но сильно «не газуем». Тем более, что в данном конкретном случае чувствительности (и громкости соответственно) вполне с запасом даже для обычного лампового однотактника.

Напомню главное преимущество ленточника-вес «диффузора», на порядок меньше любой самой крутой купольной пищалки динамического типа. Отсюда –лучшая атака/затухание сигнала и более точная подача музыкальной информации для наших ушей.

Для тех, кто захочет повторить конструкцию «один-в один», надо знать, что сопротивление именно такого динамика переменному току (импеданс) составляет 4,75 Ом.

В этой статье не будет видео работающего высокочастотника, так как без поддержки излучателей средне- и низкочастотного диапазона, вы услышите только цыканье. Но, работу готовой трёхполосной АС, в которую входят эти излучатели, обязательно продемонстрирую после того, как расскажу про сборку остальных составляющих.

Вторую статью начну с рассказа, из чего и как сделать очень хороший среднечастотный излучатель звука. Главным критерием –абсолютная доступность каждому и очень малая стоимость затрат.

Источник