Как сделать твитеры своими руками

Как сделать твитеры своими руками


Как сделать твитеры своими руками

PWRAMP3Данная публикация открывает цикл статей по доработке аудио-аппаратуры на нашем сайте.

Начнём с апгрейда усилителя Technics SE-A800S, предварительного усилителя этой же торговой марки SU-C800A, а также доработки кроссоверов акустической системы JBL TLX6.

В статьях постараюсь избежать цитирования непроверенных источников и не стану давать обобщающие далеко идущие советы, дабы не получилось, как у Игоря Губермана, что «мысль брошенная в массы...». Также я против того, чтобы кого-то учить жизни и отправлять слушать музыку в венской опере- как мне кажется музыка должна звучать хорошо при минимизации разных видов искажений, и если уменьшить эти аспекты все вместе, то именно это приближение к оригиналу и даёт наслаждение от прослушивания. Статьи предназначены в основном для людей, которые хотят понять к чему стремиться дальше, прежде чем сделать более дорогую покупку, потому что как мне кажется, нынешнее положение дел на мировом рынке устроило огромный разрыв между «звучащей» аппаратурой и не звучащей совсем в категории цен и найти достойно звучащий аппарат можно только либо в профессиональной линейке либо за очень большие деньги. Я бы не стал начинать апгрейд, не веря свято в то, что гений инженерной мысли, который создал такую технику, думал в первую очередь о качестве. Хотелось бы также дать несколько простых правил, которые помогут избежать ошибок, которые сделал я, если захотите сами сделать твик имеющейся в наличии аппаратуры.

  1. Никогда не стоит начинать работу в состоянии физической или эмоциональной усталости. Это касается как работы с паяльником, так и прослушивания на предмет качества. Разница в звучании может оказаться настолько шокирующей, что допустим «успешно доработанный» по вечерам в будни усилитель или колонки окажется совершенно бездарно звучащим в выходной день.
  2. Работа с подбором разделительных конденсаторов требует обязательного выполнения первого правила, потому что очень часто разница в звучании, во-первых не может быть оценена сразу, во-вторых часто является просто делом вкуса. Но в любом случае не может сбрасываться со счетов при твике, потому что родные конденсаторы обычно через много лет уже не обладают правильными свойствами.
  3. Перед доработкой желательно обзавестись каким-нибудь референсным устройством для доставки звука до ушей, будь то усилитель с колонками или наушники. Я здесь опускаю обязательное наличие пары хорошо отдохнувших ушей и может быть не одной пары. Источники звука могут очень сильно отличаться в звучании, например даже в одной студийной записи одного музыканта то, что выдаёт iTunes™ может разительно не совпадать с записанным на CD. И дело не в гармониках или частотном диапазоне устройств воспроизведения, а в работе звукоинженера.
  4. Не следует слепо доверять инструментальным измерениям ФЧХ, АЧХ и гармоник(здесь по убывающей). Например измерение АЧХ акустики требует наличия звукоизолированный комнаты, в противном случае может служить лишь ориентиром для апгрейда. У меня самого такой комнаты нет 🙂

При первом включении после 20-летнего перерыва связки усилителя, колонок с CD плеером и разными звуковыми картами ЗК, включая Mackie Onyx Blackjack, оказалось, что звук просто никакой. И если даже много лет назад сразу после покупки казалось, что вот в другом более просторном помещении звук будет лучше и красивее, а колонки я в салоне выбирал в связке с усилителем NAD из нескольких, включая более дорогие варианты. То сейчас звук просто поражал плохим рассредоточенным басом, заменой ВЧ на свистяще шипящее богатство звуков. И только средние частоты звучали красиво. Надо конечно сказать, что твитеры уже были доработаны ребёнком по принципу убирания выпячивающей мембраны внутрь, поэтому я сразу сделал скидку для ВЧ. Ниже приведена фотография всего наследства.Technics SE-A800S

JBL TLX6

 

 

 

 

 

Начал я с колонок, беглый взгляд на плату кроссоверов показал, что он достаточно грамотно сделан, хотя и применены неполярные конденсаторы. Замена конденсаторов в приближении к дзен на дала практически ничего. Это было также видно на приведённых графиках. Гармоники не исчезли хотя стали чуть слабее, АЧХ чуть изменился, но не настолько, чтобы сказать, что вот найдена причина плохого звучания. Только после замены показалось, что ВЧ стали меньше потрескивать на сильных нотах, а басы стали не такие расплывчатые. Это кстати видно по переходным характеристикам внизу. Я списал это на большую избирательность фильтров с вновь установленными конденсаторами, видимо у старых всё-таки сильно попортились характеристики.

Самое интересное, что JBL применили конденсаторы торговой марки VENT, которые и сейчас можно найти на китайских сайтах. Их я сфотографировал рядом с платой. crossoverНа плате видно, что замена сильно увеличила габариты и массу кроссовера. Также была включена цепь Зобеля(последовательно соединённые резистор 4Ом и сборный конденсатор 15uF параллельно динамикам) на НЧ динамики, чтобы поднять эффективность фильтра НЧ. По всем формулам призываю прочитать книгу Алдошиной, Войшвилло «Высококачественные акустические системы и излучатели», которая не только не потеряла актуальности в наше время, но скорее приобрела сверхпопулярность. Эффективность работы фильтров сильно зависит от импеданса цепи за фильтром, в данном случае динамика. Расчёт ёмкостей и индуктивности кроссовера ведётся от сопротивления динамика на постоянном токе. Но в связи с индуктивным характером динамика импеданс цепи сильно возрастает с ростом частоты. На этом графике видно, как с ростом частоты НЧ динамики в JBL(зелёная кривая) начинают звучать на СЧ диапазоне от 2 до 6 кГц. СЧ- синяя линия. Вместе без ВЧ- красная.

freq_resp_initial

 

 

Другими словами, чтобы правильно настроить кроссовер на связке НЧ-СЧ, надо поставить цепь Зобеля на НЧ динамик, а чтобы убрать СЧ динамик из ВЧ диапазона, надо ставить цепь Зобеля на СЧ динамик. Цепь Зобеля(иначе называется корректирующая цепь в книге) устанавливает импеданс на выходе фильтра равным сопротивлению резистора. Который в свою очередь равен сопротивлению динамика постоянному току. С ростом частоты импеданс динамика растёт, а импеданс конденсатора снижается в равных пропорциях(формулы в книге), что делает общее сопротивление неизменным. Если расчёт конденсатора подвергают сомнению только самые искушённые аудиофилы, то игра с сопротивлением резистора позволяет в некоторой степени изменить баланс сил на звуковой сцене. Поскольку 2 НЧ динамика по 10Ом в JBLTLX6 до последующей доработки усилителя немного перенасыщали диапазон(этого не видно на АЧХ, только в виде гармоник), то год назад было принято решение ставить резистор 4Ом, который меньше сопротивления двух включенных параллельно динамиков по 10 Ом. Это потому, что цепь Зобеля снижает отдачу динамика во всём диапазоне, что не обязательно плохо, поскольку нужно смотреть на весь диапазон колонки и конечно же слушать. Хотя чувствительность от этого слегка уменьшается, эффект от применения может быть важнее. Обратите внимание на коэффициент нелинейных искажений на этом рисунке во всём диапазоне частот- синяя линия. Если АЧХ ещё можно принять как более-менее нормальную, что КГ уж слишком зашкаливает. При этом искажения все от усилителя мощности, как будет видно дальше.

 

freq_resp2Самая большая проблема в звучании этих колонок заключалась в ВЧ диапазоне от 7кГц, СЧ и ВЧ не были согласованы по фазе. При несогласованности двух рядом стоящих динамиков по фазе страдает как АЧХ, так и импульсная характеристика, так и общее восприятие звука. На рисунке выше можно увидеть провал в диапазоне 3-6кГц на синей линии, хотя и небольшой. Например при несогласованности по фазе НЧ и СЧ-ВЧ в двухполосных активных системах, очень популярных сегодня, кажется что исполнитель на частоте раздела кроссовера как будто делает шаг назад, беря громкую ноту или его просто плохо слышно. На разных записях это может проявляться по разному, но как будто хочется повернуть голову, чтобы слышать хорошо. tweeterПоскольку впоследствии я заменил твитеры на не деформированные, тоже производства JBL, но другой модели с другим сопротивлением , то пришлось заменить также конденсатор на 3,9uf с 4,7uF изначально в ВЧ цепи.НЧ динамики были аккуратно проклеены калькой по периметру в местах надрывов, и по возможности методом штрих-пунктира дабы не влиять сильно. Сначала это сказалось на звуке как варварство- звук НЧ стал грубо точным, казалось ушла мягкость. Но время показало, что не настолько всё плохо, видимо проклеенные места размягчились. Кстати, на гармониках это никак не сказывается, я их замерял до и после(читайте дальше).

Цепь СЧ также претерпела изменения- после установки резистора 4Ом(+С 15uF) в цепи Зобеля НЧ, чувствительность СЧ была также уменьшена делителем 2х6Ом, чтобы соответствовать чувствительности НЧ и ВЧ. Привожу схему доработанного кроссовера. crossover_diagramДа, и не забудьте самого главного, если у Вас такие колонки. JBL до какого-то года использовали красный разъем для обозначения минусового разъема при подключении к усилителю!

 

В оригинальной схема кроссовера была также резонансная RC цепь-, но она так плохо влияла на ВЧ, что я её убрал сразу. Также здесь я опустил попытку обклеивания корпуса изнутри битумным самоклеящимся материалом(он до сих пор внутри). Работа грязная, запах сильный, результат не очевидный. Убирать его уже не хочется. Заполнение пространства ватином было сделано уже на заводе и перекладывание из одного отсека в другой не приносит никакого результата в лучшую сторону, только если убрать из конуса, которым СЧ динамик отделён от остальных. Тогда можно увидеть всплеск резонансов и работа СЧ динамика в ВЧ диапазоне усиливается.

Общие выводы по твику динамиков таковы. Если Вы дорабатываете акустику, которая хотя бы когда-нибудь после производства звучала хорошо, то надо отталкиваться от их лучшего диапазона. Например в этих колонках отлично звучит СЧ. Он настолько красиво поёт, что даже жалко было ставить делитель напряжения перед ним. Делитель напряжения сыграл очень хорошую роль в достижении синфазности всего диапазона. АЧХ выровнялся, кручение фазы стало более плавным без резких поворотов. Современные hi-end динамики делаются по более точным технологиям с большей добротностью, что даёт им большие преимущества по сравнению с этой системой, но это только если речь идёт о hi-end. Четкое разграничивание полосы частот кроссоверами приводит к тому, что появляются проблемы естественности звучания натуральных инструментов, хотя электронная музыка звучит одинаково хорошо на старых и новых моделях. Но также всё большую популярность у аудиофилов приобретают широкополосные системы. А я честно говоря больше беспокоился, что Technics 800 просто не под силу импеданс этих колонок порядка 8ом, чего-то не хватало. Как оказалось, зря я боялся- читайте дальше.

Для тех, кто не знаком с работами японских инженеров фирмы Technics замечу, что предварительный усилитель не является самостоятельным устройством, хотя и расположен в отдельном корпусе. Питание на него подаётся с основного блока, но вся логика и работа с пультом ДУ находится в его ведении. Здесь привожу сервис мануалы, любезно растиражированные по сети:

При этом на первый взгляд слабое место- кабель, соединяющий питанием блоки да при этом передающий как постоянное напряжение для логики, аудио и ещё и переменное напряжение, ни разу не подводил. Это так называемая схема виртуальной батареи. Все силовые цепи постоянного тока, выходя из усилителя мощности и на входе предварительного проходят через дроссели 1uH. Надо отдать должное- ни одна их этих цепей не фонит на частоте сети, даже не смотря на то, что плата не экранирована. Но возможно из-за того, что в предварительном усилителе реализована вся логика, включая резонатор на 4МГц, это самое шумное место комплекса. Хотя экранирование плат не даёт никакого выигрыша. С фильтрацией питания каюсь- пока не связывался. Если отсоединить кабель от входа усилителя мощности, то шум также слышен, но децибел на 10 ниже.

Надо правда признать, что с расстояния в 1м от колонок шум не слышен абсолютно даже на полной мощности. Темброблок слегка добавляет шумов, но только постольку, поскольку включен на подъем ВЧ.

Ну а если управление усилителем проще делать с пульта, который по совместительству управляет всеми устройствами, включая CD плеер и деку, а подача сигнала на усилитель прямо со звуковой платы выдаёт не очень динамичный звук, то видимо прокачать микросхему AN7062, работающую от +-48В не так просто, то решено было в предварительном усилителе просто поменять разъёмы, разделительные кондесаторы и ОУ на современные качественные компоненты. От дросселей в питании и транзиторов mute, было решено не отказываться, потому что тест показал отсутствие какого-либо влияния на сигнал. Был убран кабель от регулятора баланса, так как сильно ограничивал стереобазу. Замена ОУ IC301на LM4562 сильно улучшило динамику проигрывания музыки. Появился какой-то винтажный шик в звуке, также уменьшились шумы. Разделительные конденсаторы можно попробовать поменять на что-нибудь аудифильское, но пока что меня звучание вполне устраивает от той достаточно штатной замены, которую я сделал из Sanyo и китайских биполярных Elum 47uF 25V. Как оказалось, основная проблема было в УМ.

preamp_balancepreamplifier_oppreamplifier_inout

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Апгрейд усилителя мощности было тяжело начать из-за отсутствия под рукой качественных конденсаторов, да и честно говоря, не было уверенности, что это поможет. Да я видел в более поздних моделях техникса конденсаторы по 10000uF, но на плате стояли такие золотыми буквами высеченные Technics56 V 8200uFJAPANtechnics_caps, что просто рука не поднималась их менять. Начал я с замены входных разделительных конденсаторов С401-402 50V-4,7uF на менее шумящие. Шум, вносимый этим конденсатором определяется большим напряжением смещения на входе микросхемы порядка 100мВ, а ток утечки делает своё дело. Как это ни странно лучшей заменой по сравнению с Nichicon и Sanyo оказались биполярные конденсаторы ELUM, которые не только убрали шум, но и повысили передачу ВЧ и НЧ, не изменив тональный баланс. Например Elna Tonerex делают ВЧ ярче, а НЧ слишком энергичными.  ELUM_capsДальнейший апдейт был произведён с электролитами в аудиотракте C501,C502,C503,C504 на ElnaCerafine 10V100uF. Очень рекомендую эти конденсаторы, но наверное не для любителей электронной музыки. Так показалось. В последующем из земляной медной посеребрённой шины с одной старой платы были сделаны шины питания, земли и выходные и заменены по всему усилителю(шины в красных термоусадочных трубках на рисунках).

pwramp_ELNA1

 

pwramp_buses2

 

 

pwramp_busespwramp_bus_silver

 

 

Перемычки под шинами чуть толще обычных на платах были выпаяны. Входные разъёмы заменены на позолоченные, но без особого фанатизма, по 3 бакса за штуку. Звук стал красивым, но не сбалансированным. Очень винтажным, аналоговым, с мягкими не напрягающими ВЧ. Но в области НЧ ничего кардинально не поменялось. Какая-то рассредоточенность присутствовала. И вот недавно увидел я на прилавке магазина Elna10000uF по 10$ за штуку. Заменил штатные с золотыми буквами и чуть со стула не рухнул. К этому времени у меня уже был завершён апгрейд CD, который стал звучать лучше, чем какой-либо источник, который я слышал раньше даже на наушниках. Вот с этим источником я его и опробовал. Надо сказать, что так много от замены золотых конденсаторов Technics на позолоченные Elna я не ждал. Это был последний штрих в апгрейде системы. Теперь я могу на этом усилителе слушать любую музыку с большим наслаждением. Уже есть благодарные слушатели. Не зря я всё-таки ждал столько лет.

Резюме. Наибольшее значение в апгрейде УМ как Вы уже поняли, связано с заменой конденсаторов в фильтре питания. При этом появилась у меня также мысль, что многие владельцы подобных аппаратов, использующих их на большой громкости просто могли не сталкиваться с такими проблемами. На полной громкости звучание было гораздо более сбалансированным, но дома так слушать не получается. И есть большая вероятность, что без предварительного апгрейда шин питания и разделительных конденсаторов, а также замены ОУ в предварительном усилителе эффект был бы не столь значимым. Замена шин питания также слегка снизила гармоники в области высоких частот, также поднялась чувствительность в ВЧ диапазоне. предполагаю, что плата с перемычками вообще была этаким ноу-хау инженеров Technics. применённый во всей линейке аппаратов, этот фокус позволяет развязать паразитные ёмкости и индуктивности продолжительных дорожек, если они есть. В сети много негативных отзывов о виртуальной батарее, но здесь как мне кажется не всё так однозначно. С одной стороны, по всем законам электрических цепей мы садим LC контуры на питание. Но с другой стороны, возможно что таким способом действительно приобретается развязка по переменному току одного блока с другим. В некоторых современных блоках питания для аудиофильских усилителей для борьбы с собственными шумами конденсаторов фильтра применяются RC или CRC(как здесь: 47uf - <соед. кабель>- 47uF) цепи. Рекомендую скачать каталог конденсаторов Elna на 2013- 2104 годы .

acou_suprtКак видно на картинках, колонки я ставил на подставки из ступиц с авторынка, чтобы «развязать с полом». Так вот- после апгрейда никакая развязка уже не нужна. Низкие частоты встали там, где им и место, то есть внизу. Для подтверждения теории о том, что конденсатор в УМ делал гармоники, я ещё раз снял АЧХ системы после апгрейда программой HolmAcoustics™ с инструментальным микрофоном KAMHype™ (у него подъём в сторону ВЧ надо учесть) и ЗК MackieOnyxBlackjack™. Прилагаю скриншот. Синии линии- темброблок отключен кнопкой, красные- включен на полный подъем НЧ и ВЧ, зелёные- темброблок на середине. Обратите внимание, фаза на стыке СЧ-ВЧ остаётся постоянной, а уровень гармоник по сравнению с предыдущими графиками снизился. Первое- результат делителя напряжения для СЧ динамика, второе- замены конденсаторов питания УМ. Также хочу обратить Ваше внимание на изменение переходной характеристики внизу для включённого на полную темброблока. Поскольку темброблок включен в цепь обратной связи ОУ предварительного усилителя, то на кривых зелёного цвета(ТБ включен, но выведен на середину) видно что эта корректирующая цепь корректирует провалы и пики АЧХ. На всех переходных характеристиках внизу видно, что при переходе «скакалки» из отрицательной области больше 0 следующий пик немного ломанный- это недоработка кроссовера, точнее следствие того, что в системе нет биампинга, а возможно достаточно было бы сделать biwiring. Конденсатор в СЧ цепи 22uFвлияет на НЧ и ВЧ динамики. Конденсатор в цепи НЧ влияет на СЧ и ВЧ. При этом на платах кроссовера я максимально развел цепи земли, чтобы токи одного динамика после фильтрации не текли с токами другого. Возможно, что в ближайшее время продолжу апгрейд предварительного усилителя. Хотя уже сейчас звучание системы очень радует чистым звуком.

freq_resp3

P.S. пока писал статью разобрало меня желание попробовать убрать делитель напряжения в СЧ, но это повысило горбы на АЧХ в средних и нижних частотах, а провал от 800Гц до 2 кГц не убрало. Но не важно. Важно, что колонки звучат. Я ведь не цифры и графики слушаю. Может за эту своенравность звучания я и выбрал в свое время эти JBL, которых уже и в интернете то не найти. Винтажный акустический призрак.

Добавление от 15.08.2014

После дополнений и комментариев от пользователя Вадим, я решил доработать диодный мост, так как в оригинале конденсаторами C709, C710 были зашунтированы только 2 диода D703,D704 в мосте блока питания +-48В. Были припаяны плёночные конденсаторы 0,15uF прямо на выводы диодов C701, C702.(из-за того, что апгрейд делался поздно вечером я перепутал и установил 1,5uF. Именно эффект от этой доработки здесь и описан) Под рукой не оказалось нужного номинала. Но результат, удостоверенный после долгих прослушиваний, оказался просто поразительным. Как оказалось, с этой доработкой усилителю и колонкам под силу даже динамичная электронная музыка. Появляются приятные бонусные детали в вокале, которых раньше не было слышно. Попытка припаять прямо на диоды D703, D704 вторую пару конденсаторов C709, C710, выпаяв с их мест на плате, привела к обратному очень неприятному эффекту. Весь частотный диапазон выше среднего стало невозможно слушать, хотя казалось бы, какая разница, где припаяны конденсаторы. В теории диоды, в момент перехода через ноль могут производить генерацию высокочастотной составляющей порядка нескольких сотен килогерц. LC контур образуется ёмкостью диода(десятки pF) и индуктивностью рассеяние вторичной обмотки трансформатора. Шунтирование диодов конденсаторами позволяет снизить частоту паразитной генерации и немного снизить её уровень. Снижение частоты позволяет снизить проникновение этого сигнала в наиболее чувствительные цепи. В идеале для полного уничтожения ВЧ сигнала на мосту, необходимо шунтировать диоды RC цепочкой, рассчитанной по формуле в статье по ссылке . Но мне результат моей доработки настолько понравился, так как музыкальная сцена теперь совершенно не привязана к положению акустической системы и слушать музыку можно на любой громкости- детали не тают в пространстве. Поэтому я даже не стану экспериментировать с ёмкостью конденсаторов, а оставлю всё как есть.

Обновление от 27.08.2014

До последнего времени предусилитель казался мне слабым звеном в этой тройке. Но замена конденсатора C701 1000uF на TEAPO (low ESR) 2200uF из компьютерного блока питания позволила ещё лучше очистить спектр от помех. Микропроцессор, ничего не зная о высоких задачах, которые он решает, очень сильно загрязняет шину питания и общую с аналоговой частью землю. Звук ВЧ стал ещё выше. Вторая доработка свелась к замене керамических конденсаторов C315,C316, C321,C322 0,015uF в темброблоке. Оригинальные в стеклянных корпусах конденсаторы вряд ли можно назвать хорошим решением. Замена на плёночные позволила улучшить воспроизведение НЧ, которых стало недоставать по мере очищения тракта от шумов, но также, как оказалось спустя некоторое время, слегка увеличился ВЧ шум до слышимого уровня. Предполагаю, что это связано с конденсаторами C321, C322. Они всё-таки стоят в DX плече регулятора тембра. Относительно возражений о том, как могут 5В влиять на аудио, скажу следующее. Управление подачей напряжения питания на ОУ предварительного усилителя осуществляется микропроцессором через транзисторы Q601,602,603. Именно питание микропроцессора мы и шунтируем этим конденсатором. Также ВЧ составляющие могут легко перетекать на соседние дорожки, ввиду того, что частота их довольно большая.

Сергей Бегайкин специально для сайта Myelectrons.ru



Как сделать твитеры своими руками

Как сделать твитеры своими руками

Как сделать твитеры своими руками

Как сделать твитеры своими руками

Как сделать твитеры своими руками

Как сделать твитеры своими руками