Ленточный твиттер 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!
Гадкие утята с повадками лебедей. Обзор излучателей Хейла АМТ-25 от earphoria audio
Всем привет! Отпуск закончился, с ним закончился звукосезон и тепло на улице. Значит, настала пора писать автозвуковые простыни!)))
Динамики, о которых я хочу рассказать, весьма необычны. Их тесты затянулись на многие недели и даже повлекли ребилд моего колхоза!
Точнее интересны даже не столь динамики сами по себе, сколько их конструкция, принцип работы и, как следствие, звук.
Данная тема настолько интересна, что я сперва загружу вас теорией. Те, кто не любит читать такое дело, могут спускаться ниже, хотя там, без понимания сути, интереснее не станет.
Итак, к теме!
С недавних пор, многие любители качественного автозвука, стали интересоваться ленточными твиттерами. Многие из интересующихся, хватанув вершки теории, сгребают под одну гребенку одного понятия совершенно разные конструкции динамиков и, для начала, внесем в эту неразбериху немного ясности.
Далеко не все, что зовут лентами, ими являются.
Ленточные твиттеры:
Конструкция данных динамиков не имеет ничего общего с диффузорами и куполами, которые нам так привычны, близки и которые использует большинство.
В роли излучателя тут выступает прямая, либо гофрированная (частично или полностью) алюминиевая пластинка. По совместительству, она же является «звуковой катушкой», хотя применить данный термин тут никак нельзя.
Пластинка эта помещается в магнитное поле постоянных магнитов, и при подаче переменного тока звуковой частоты, пластинка начинает генерировать переменное магнитное поле(как катушка в обычном динамике). Взаимодействуя с полем магнитов, пластинка начинает колебаться как диффузор, передавая колебания в воздух ну и дальше как в обычных динамиках… сигнал излучается, переотражается ловит стояки, отраженку и превращается в стремный звук, с которым вы мучаетесь, пытаясь его превратить хоть во что-то поющее. 😀
Шучу…хотя нет, не шучу)
Так вот, в силу малого веса мембраны, она очень точно воспроизводит высокие частоты, при этом обладает шикарной чувствительностью.
Из минусов можно, пожалуй, считать, что лента очень боится перегруза и «растянуть» ленту дав твиттерам дрозда очень легко. Кроме того, лента, как вы понимаете, имеет не большой размер и сопротивление ее не велико, что вынуждает применять согласующие трансформаторы, для нормальной работы с усилителями. Этот момент сильно увеличивает габариты динамиков. В домашке это не проблема, но в авто, далеко не каждый отчается возить Памеллу Андерсен на стойках. Даже учитывая, что в плане звука они однозначно того стоят.
Ну и все эти технологические сложности, всегда тащат за собой ценник.
Для бывалых звуколюбов ценник начинающийся под 10к за пару твиттеров это вполне приемлемо, тем более, такие люди прекрасно знают, что покупают и как с этим работать. Для среднестатистического энтузиаста-нищеброда (которым и я являюсь, среди прочих )) ), такая трата на эксперимент сопряженный со сложностями и неопределенным результатом, не всегда является приемлемой.
Излучатели Хейла:
Данный тип динамиков, называть лентами можно только очень условно и только за наличие в конструкции детали, формально являющейся лентой. В остальном, принцип работы у них совсем другой.
Один умный мужичок с именем Оскар Хейл,
выдумал любопытную штуковину, на которую получил патент 8го января 1972года Назвал он ее очень точно и по-философски: «Акустический трансформатор»( Air Motion Transformer (AMT) как-то аж по-автозвуковому звучит)) ). Не иначе под новый год изобрел).
Снова шучу, дядька очень крутой был и изобретал эту штуковину несколько лет! (первая его работа на данную тему была опубликована аж в 1964 году!) Вот когда умища работали! Не то, что сейчас «многолетние разработки» плодятся ежедневно как грязь.
Кстати, на совести этого же дядьки-физика изобретение полевых транзисторов. Респект таким как он. Без них до сих пор бы жили в каменном веке и вытирались лопухами. )
Главное отличие трансформатора в том, что в нем нет трансформатора как у лент! 😀
Зато, в нем есть пластинка (обычно из кевлара или майлара) с нанесенным методом напыления токопроводом, в форме «меандра», как любят заяснять аудиофилы. По нашему это прямоугольным зигзагом 😀
Лента эта свернута в гармошку ребрами вдоль этих самых зигзагов и помещена в магнитное поле постоянных магнитов.
Поскольку токопроводы оказываются повернуты, то пластинка не колеблется на подобие диффузора, как лента, а сжимается и разжимается как меха на баяне дяди Вани, который уже 53 года кадрит этим инструментом сельских девчат!)).
Вот такая вот, интересная история, познакомившись с которой, я загорелся в свое время идеей познакомится с Хейлами поближе. И вот недавно, появилась возможность осуществить давнее желание за весьма скромные деньги. Прикупил в моем городе у уже знакомой мне конторки Earphoria audio, занимающейся поставкой продажей акустики, пару малогабаритных излучателей.
Факторами, определившими выбор, были размеры и цена. При диаметре в 53мм., разместить их в стойках авто и тестировать не составляло никакого труда.
Комплектация динамиков аскетична. Собсна, в комплекте коробуха и сами динамики, но большего там и не нужно.
Динамики на лицевой стороне имеют решетку-рассеиватель и декоративный фланец, для посадки динамиков в отверстия. За решеткой хорошо видна та самая гофрированная пластинка-излучатель.
Корпуса динамиков достаточно глубоки: 15 миллиметров,
кроме того, на задней части динамика имеется отверстие, через которое задняя часть мембраны «дышит» не нагружаясь на объем воздуха позади себя. Отверстие задемпфировано материалом, похожим на поролон.
Похожее я встречал в купольных серединках и там, оперируя с материалом демфера и площадью отверстия, можно было добиться разного звучания. Думаю здесь можно делать то же самое. НО, даже если вам это не нужно, то игнорировать отверстие нельзя! Позади него нужно оставить достаточно пространства (миллиметра 3-4 глубиной по всей площади твиттера), чтобы подиум не перекрыл отверстие и не влиял на звук.
Там же, с задней части твиттера выброшены медные провода для подключения.
Тестировал твиттеры, сперва закрепив на лобовом стекле с помощью держателей для телефонов,
а после переделал подиумы под них, установив твиттеры на постоянку.
В плане звука, даже не закапываясь в дебри, можно 100% сказать, что это твиттеры строго для трехполосных систем. Частота резонанса у них порядка 3.5 килогерц.
То есть, при нарезке вторым порядком, их нужно резать килогерц под 6. В качестве окончательного среза я оставил 4.3кгц третьим порядком.
Касаемо самого звука, то уже давно стала утомлять излишняя мягкость и деликатность звука AD T100. Точнее как…когда-то их звука с головой хватало и я бы сейчас мог понарассказывать вам как я вырос в плане автозвука настолько, что мне стало тесно в рамках звука адешек и т.д., но на самом деле, я думаю, дело не в этом.
Причиной усталости от т100 стали подседающие с возрастом мои собственные ухи. Особо в области вч. То, что раньше они хорошо слышали, теперь стало недоставать без «костылей» эквализации. Понятное дело, я не говорю сейчас о глухоте))) Не такой я старый. 😀 Тем не менее воздух, послезвучия в области ВЧ и подобные нюансы уже слышны не так. Более того скажу, что еще лет 5 назад я бы Хейлы оценил но, пожалуй, не поставил.
Первая отслушка дала понять, что они то, что мне нужно. Вч диапазон стал изобиловать, «воздухом», деталями, нюансами, послезвучиями. Появилась та самая суховатая нотка, которую я искал. Вместе с этим, динамики абсолютно не надоедают и не бьют в ухо. Даже если уровень ВЧ завышен, высоких много но они не «цыкают» в ухо. Самое шикарное, что этот эффект не пропадает с увеличением громкости. Даже на раскачке слушать их очень комфортно и детали звука никуда не теряются.
В плане тоналки динамики поют очень ровно и нейтрально. Звук совсем не красят.
В плане чувствительности, они оказались значительно чувствительнее адешек. Чтоб сбалансировать уровни, пришлось значительно снизить уровень ВЧ каналов.
Разумеется, в плане отслушки выводы весьма субъективны и каждый в них услышит свое.
Но, резюмировать тест и обзор, то минусов абсолютно никаких в динамиках не увидел. За эту цену, любой начинающий энтузиаст сможет позволить себе взять комплектик на прослушку и оценку, а потом в случае чего продать без критических потерь в деньгах.
Да, вопросов нет, я категорически соглашусь, что, возможно они не споют так, как поют их брендовые собратья с многолетней историей. Зато они позволят оценить саму концепцию звука данной конструкции и, как минимум, определиться стоит ли вкладываться и покупать крутые Хейлы, оставить эти динамики, или вовсе оставить эту идею в пользу обычных диффов или куполов.
На мой взгляд, такие варианты это очень круто.
Остается дать несколько сугубо субъективных рекомендаций по ним:
1) править их лучше прямо в уши, диаграмма направленности у них не особо велика и отворачивать их особо не стоит от себя.
2) рассеивающая решетка перед излучателем- это не простой декор, она значительно расширяет угол направленности по обе стороны от себя. Поворачивая динамики вокруг своей оси, можно добиться необходимого рассеивания звука и избавиться от излучения в лишние отражающие поверхности на типа стекол или панели.
3) Обязательно обратите внимание на свободу отверстия позади динамика. Не делайте плотный подиум. Излучатель там очень легкий и это может значительно влиять на звук.
4) Очень порекомендую срезать их большими порядками и дать им петь вплоть до диапазона 4.3-4.5 кгц. Как только их распускаешь пониже звуковая картинка в области вч просто разворачивается и начинает формироваться ровно так, как нужно. С этими диапазонами они справядся куда лучше многих сч.
Внешность у них, конечно не мегаэлитная и суперпрезентабельная, но, для тех, кто любит слушать, а не смотреть, рекомендую их с чистой совестью. Хотя бы в качестве тестовых экземпляров для оценки самой идеи конструкции. Думаю они покажутся вам как минимум любопытными и необычными.
На этом пока все. Дела складываются таким образом, что похоже впереди нас ждет еще несколько интересных обзоров, но бегать вперед не будем. ) Думаю вам будет интересно )
Ленточный твиттер с круговой диаграммой направленности
Собрать в домашних условиях классический динамик несколько затруднительно. Намного легче сделать излучатель нетрадиционного типа. Например, вот такую простую конструкцию ленточного излучателя, отличительной особенностью которой является применение так называемого “акустического трансформатора” (Air Motion Transformer). Отсутствие в ней дорогостоящих неодимовых магнитов компенсируется применением принципа физика О. Хейла.
Еще в 1972 г. он создал электро-акустический преобразователь изодинамического типа, мембрана которого была сложена в “гармошку”. Тем самым, увеличив площадь излучаемой поверхности при тех же размерах плоскости излучения, ученый добился повышения КПД своего динамика.
В предлагаемой конструкции вместо высокотехнологичной тефлоновой пленки с напыленными проводниками, которую применил О. Хейл, будет использоваться полоска обыкновенной пищевой алюминиевой фольги.
Кроме того, применение распространенных магнитов круглой формы, позволит расширить диаграмму направленности, приближая ее к круговой.
Для сборки одного ВЧ излучателя понадобятся две магнитные системы от отслуживших свой век отечественных динамических головок типа 15 ГД-11А ( 20 ГДС-1-8), 6 ГД-6 (10 ГДН-1-4), 10 ГД-34 (25 ГДН-1-4) и т.п. Для пробы были изготовлены два варианта. Первый из двух магнитных систем 6 ГД-6 и шириной ленты 15 мм, и второй вариант – из двух 15 ГД-11А, с шириной ленты 7 мм.
Ниже пошагово представлен весь процесс
Подготавливаются указанные выше корзины с магнитными системами:
Отделяется магнит с верхним фланцем от корзины при помощи ножа и молотка:
Для второго варианта – зажимается одна из полученных заготовок в тисках и отрезается (по уровню магнита) излишек фланца:
Чтобы получить нужную полярность, необходимо отделить один из магнитов и перевернув его приклеить обратно:
Вырезается из тонкого и ворсистого материала (в данном случае используется дубилин) два круга по форме магнитов и приклеиваются к ним ворсом вверх:
Склеиваются полученные половинки:
Несколькими граммами синтепона обматывается центр будущего динамика:
Вырезаются две бумажные и две медные полоски:
Наклеиваются бумажные полоски вдоль магнитов:
Они необходимы для изоляции наклеенных поверх них двух медных полосок фольги. Предварительно медь необходимо облудить. Таким образом подготовлено место для крепления алюминиевой ленты и согласующего трансформатора:
Для следующего этапа необходимо приобрести пищевую алюминиевую фольгу типа “Саянская”. Я использовал “Универсальную”, толщиной около 11 мкн. Для первого варианта отрезается полоска длиной 1 м и шириной 15 мм. Для второго – 1 м и 7 мм соответственно:
Что бы получить “акустический трансформатор”, необходимо более сильное гофрирование ленты, чем у ленточных излучателей (см. журнал “Радио” № 1 2012 г. авторская статья “Самодельные ленточные динамические головки”). Получить такое гофрирование ленты можно, например, пропустив её через две автомобильные шестерни с прямыми зубьями. Или приобрести самый недорогой воздушный авто-фильтр, из которого можно изготовить “станок для гофрирования ленты в домашних условиях”. Аккуратно отделить металлическую сетку – она пригодится на последнем этапе сборки:
Разрезать фильтр пополам. Получаются две своеобразные шестеренки:
С помощью них гофрируются ленты для обоих вариантов динамиков:
Полученная лента припаивается (с использованием активного флюса для пайки алюминия) к медной площадке:
Затем лента аккуратно укладывается в зазор динамика, равномерно распределяя её по всей длине до второй медной площадки:
Припаивается второй конец ленты. Потом к двум медным площадкам так же припаивается согласующий трансформатор, и несколькими каплями клея фиксируется защитная металлическая сетка (от авто-фильтра):
В качестве подставки под излучатель можно использовать круглые пластмассовые ниши под зажимы от акустических систем. В них удобно разместить два соединенных параллельно разделительных конденсатора К73-11 по 2 мкФ. В качестве украшения сверху и снизу приклеиваются два блестящих диска от компьютерного HDD. Изготовленный излучатель подключается к АС в качестве ВЧ звена, с частотой раздела 5 кГц.
Согласующий трансформатор может быть намотан на сердечнике дросселя от компьютерного БП (желто-белое кольцо, любого типоразмера). Первичная обмотка – около ста витков провода диаметром 0.12 мм, вторичная 8 – 10 витков толстой медной косички без изоляции, которая наматывается таким образом, чтобы витки не касались друг друга. При таком соотношении витков, динамик имеет активное сопротивление в рабочем диапазоне частот около 8 ом.
При прослушивании музыки, после выравнивания уровня громкости СЧ и НЧ диапазона “Электроники” 50 АС-061м с ВЧ диапазоном самодельных излучателей, было установлено, что реальная чувствительность таких динамиков составляет приблизительно 83-84 дБ/Вт/м.
При макетировании с такой же магнитной системой, но с применением ленты с мелким гофрированием или без таковой вообще, получаемый уровень громкости не оставлял шансов на использование данной конструкции в составе какой либо системы. Применение “акустического трансформатора”, по принципу О. Хейла позволило поднять уровень громкости до приемлемого. Кроме того, диаграмма направленности этого динамика в горизонтальной плоскости практически круговая, что расширяет зону стереоэффекта. То есть отсутствует основной недостаток, присущий всем ленточным излучателям – очень узкая диаграмма направленности.
Собрать такой динамик можно буквально за один вечер. Себестоимость весьма условная. Автором намерено, показаны самые простые модели. Любой, кому после повторения конструкции понравиться звучание такого излучателя легко сможет самостоятельно его доработать.
Ведь возможность не только повторить конструкцию, но и превзойти оригинал – это и есть то, что необходимо для развития собственных творческих способностей.