Hi-Fi из валенок

Мини-Мы

В некотором городе, да в некотором доме, да в некоторой квартире, да в некоторой комнате жили да были две колонки от электрофона "Радиотехника". Жили они плохо - пылились то в одном углу, то в другом, и периодически получали от хозяина пинки за то, что путались под ногами. Наконец надоели они ему, и решил он от них избавиться. Дошел до помойки, схватил он одну из колонок, и хотел уже разбить ее вдребезги о камень придорожный, как вдруг говорит ему колонка человеческим голосом...

Сказка, как известно, гон, да в ней намек. Как говорится, добрым молодцам урок. Только вот молодцы у нас сегодня будут не "добрые", а музыкальные и бедные. А намекать мы будем на то, что из советских акустические систем, или колонок, которые часто пылятся по углам и антресолям, можно собрать нечто действительно звучащее. И совсем не обязательно их выкидывать.

К примеру, доработанные АС S30A от электрофона "Радиотехника" с легкостью переигрывают любые компьютерные колонки стоимостью до $50, а при покупке с рук могут обойтись примерно в 400-500 рублей. Колонки S90 и другие их собратья - 35 АС можно купить за 40-60 долларов, и они будут звучать намного лучше, чем буржуйская акустика за $150.
Именно модернизацией того, что есть, мы и займемся, так как даже после простой базовой доработки качество звучания колонок заметно улучшается, а после основательной - возрастает во много раз, и даже самый непритязательный слушатель почувствует разницу.

Легкая доработка

Самая простая доводка колонок отнимает около четырех часов времени и обходится в 200 - 450 рублей. Тем, кто имеет обыкновение не выбрасывать старые вещи, а рассовывать их по шкафам и кладовкам, это обойдется еще дешевле.

Корпус

В первую очередь следует довести до ума корпус. Известно, что основная задача корпуса - погасить звуковые волны, излучаемые обратной стороной динамика. При этом сам корпус вообще не должен издавать никаких звуков, - звучать будут только громкоговорители. Для этого коробка должна как можно меньше вибрировать, а звуковые волны, обитающие внутри корпуса, не должны вырваться из заточения. Грубо говоря, целью доработки корпуса будет улучшение его вибро- и звукоизоляции.

Вибрация от громкоговорителя передается на стенки корпуса двумя путями. Либо непосредственно от диффузородержателя динамика, закрепленного на передней стенке, либо от тыльной стороны диффузора. Производители колонок для герметизации щелей между диффузородержателем и передней стенкой корпуса используют замазку, или что-нибудь ей подобное. Но для гашения вибраций такая замазка неэффективна.

Лучше всего засунуть под динамик демпфирующие прокладки, которые можно сделать из картона, пленки или резины. Лучше всего клеить прокладки не только на лицевую сторону передней стенки корпуса, но и на торец прорези, в которую устанавливают динамик. Самый простой и эффективный вариант - вырезать прокладки из старой камеры от велосипеда или машины. Из тех же обрезков можно сделать шайбы под шурупы, прижимающие громкоговоритель к корпусу. Это позволит уменьшить резонанс, передающийся от диффузора на корпус через шляпки шурупов.

Но не следует затягивать шурупы слишком сильно - искривление диффузородержателя может привести к перекосу подвижной системы громкоговорителя.
Теперь посмотрим, как снизить влияние вибраций воздуха на стенки корпуса. Наиболее эффективным средством является увеличение внутреннего объема корпуса - большую массу воздуха труднее привести в движение. Рассчитывать и делать новый корпус - задача, явно выходящая за рамки легкой доработки. Поэтому для начала стоит ограничиться заполнением корпуса ватой.

Считается, что на литр объема корпуса требуется 8-11 грамм, так что перед забивкой вату нужно хорошенько и равномерно распушить. При правильном заполнении результатом будет снижение амплитуды резонанса воздуха приблизительно на 20 дБ, что эквивалентно увеличению объема корпуса на 10-15%. Если ваты будет больше, низкие частоты окажутся задавлены, и резко вылезут средние.

Вата используется двух типов - минеральная и обычная (хлопковая). Минвата лучше сохраняет форму, но обладает худшими демпфирующими свойствами. Обыкновенная вата лучше поглощает звуковые волны, но со временем слеживается, и в результате, эффект доработки со временем сходит на нет. Наиболее разумное решение - смешать оба типа ваты, чтобы взаимно компенсировать их недостатки. Обычную вату можно купить в аптеке, а вот минеральную можно добыть только из колонки, в продаже она мне нигде не попадалась.

Следующее, что еще нужно сделать - это увеличить жесткость корпуса, загерметизировать его и покрыть изнутри каким-нибудь виброизолирующим веществом. Для увеличения жесткости конструкции между стенками устанавливают распорные рейки. Распорки сажают на жесткий клей (например, эпоксидную смолу) и / или саморезы. Наибольший эффект дает установка реек между передней и задней стенкой корпуса, а также поперечных реек между боковыми стенками, где-то на уровне перешейков между динамиками. Не лишними будут и распорки между верхней и нижней стенками корпуса колонки.

После всех манипуляций внутреннюю поверхность корпуса для герметизации и виброизоляции надо покрыть какой-нибудь подходящей субстанцией. Как вариант - нанести в два слоя битумную мастику с добавлением каучука. Неплохие результаты дает покрытие поверхности в несколько слоев клеем "88" или "Моментом", но по такая доработка дороже, отнимает больше времени, да и вони в квартире будет на порядок больше.

Для лучшей звукоизоляции корпус можно покрыть изнутри звукопоглощающим материалом, предпочтительнее всего - войлоком или ватином, но при их отсутствии вполне подойдут синтепон и размятый поролон. Не надо стремиться сделать покрытие ровным - небольшие складки будут уменьшать количество стоячих волн. Из моего опыта могу предложить следующее: на второй слой мастики или "момента" приклеивается войлок, а на войлок при помощи клея БФ волнами присандаливается ватин или синтепон. Под складки ватина для лучшей звукоизоляции можно запихнуть вату. На этом усовершенствование корпуса вполне можно закончить.

Провода и фильтры

Следующее, что нужно сделать, - разобраться с проводами и фильтром. Для начала достаточно будет заменить эти жуткие провода на аудиокабель из бескислородной меди. Можно поставить электрические, из обычной меди, диаметром 2-4 мм, но использовать аудиокабель гораздо предпочтительнее.

Сборку фильтра обязательно нужно проверять, если ваши колонки выпущены в 80-х - 90-х годах. Известны случаи, когда в фильтре не хватало деталей - оные, видно, работники цеха сборки оставляли себе на добрую память. В любом случае, следует найти схему своих АС и сверить с содержимым попавших к вам экземпляров. После этого остается только проверить все детали на предмет работоспособности. И все! Собираем корпус, герметизируем снаружи переднюю панель замазкой, пластилином или силиконом - кто во что горазд. Последний штрих - регулируем по вкусу соотношение СЧ-НЧ, добавляя или убирая вату.

Расставляем колонки на боевые позиции, ставим любимую музыку и - колбасимся!!!

Подобьем бабки. Во что же нам обойдется доработка колонок?
- Клей ЭДП - 30 р., клей БФ - 10 р.
- Ватин - 22 р. за метр, валенки - до 50 р. (новые для растерзания брать не стоит - дорого).
- Битумная мастика - 60-80 р.
- Оконная замазка - 15 р.
- Хорошие провода - 20 р. за метр.
- Дырявой камерой, брусками для реек, шурупами, припоем и прочей мелочью разживаемся бесплатно.

Итого, в зависимости от объема корпуса АС, на материалы для доработки потребуется где-то от 250 (для 6АС) до 450 (для 50АС) рублей. Таким образом, вместе с переделкой колонки обойдутся в 25-30 долларов, а качественные колонки класса 35АС - в 60-100 долларов, в зависимости от цены, за которую вам их удастся достать. По моему, неплохо.

Основательная доработка

Распорные рейки, установленные при первой доработке, существенно увеличивают жесткость конструкции корпуса. Но это не самое лучшее, что можно сделать для усиления вибропоглошения. Лучший вариант - увеличить толщину стенок корпуса, в результате чего увеличится и масса АС, и усилится противодействие вибрациям. Как это сделать? Можно просто заменить панели корпуса на другие, из более толстого материала. Или же - прикрепить к стенкам другие, поместив между внешним и внутренним ящиком войлок или резину. Второй вариант предпочтительнее. При изготовлении двойного корпуса было бы неплохо обратить внимание на пару нюансов.

Первое. При скреплении внешних и внутренних стенок лучше сделать так, чтобы шуруп непосредственно соприкасался только с одной из них. Для этого отверстие с одной стороны нужно сделать больше диаметра шурупа, а под шляпку саморезу положить шайбу и резиновые прокладки. Для достижения еще большей вибро- и звукоизоляции можно оклеить корпус снаружи ватином или войлоком в несколько слоев.
Второе. Желательно, чтобы отверстия для динамиков у передних панелей корпуса не совпадали по размерам.

Лучше, если отверстие на внутренней стенке будет шире. Если оба отверстия будут плотно примыкать к диффузородержателю, его окна будут полностью или частично закрыты, из-за чего динамик может быть отрезан от объема корпуса. Это может привести к нарушению работы подвижной части динамика. И еще: если диффузородержатель не будет плотно прилегать к стенкам, масса воздуха в образовавшемся тоннеле будет резонировать, передавая колебания на диффузородержатель головки и корпус АС.

Для снижения резонансов, передающихся с корпуса на пол или полки, часто стараются уменьшить площадь соприкосновения, и увеличить устойчивость колонок. Для этой цели колонки устанавливают на шипы - металлические конусы, с углом заточки около 30 градусов. Шипы можно купить или, если есть возможность, сделать самостоятельно. В последнем случае нужно не забыть прокалить острия шипов. В качестве шипов можно использовать строительные или малярные отвесы, продающиеся в хозяйственных магазинах, рублей по 20-30 за штуку. Шипы крепятся к корпусу винтами (через резиновые прокладки) или эпоксидной смолой.

Теперь в колонках осталось всего две части, до которых мы еще не добрались - громкоговорители и фильтры. Их доработка занимает довольно много времени и сил. Если вы не уверены, что вам хватит терпения довести дело до конца, лучше не начинайте.

Извращений на тему улучшения звучания простого советского динамика придумано множество - расскажу про наиболее эффективные из них. Увеличить чувствительность динамика можно, приклеив сзади на магнитную систему динамика второй магнит. Дополнительный магнит надо прикрепить так, чтобы магниты при приближении отталкивались. Закрепить его можно при помощи все той же эпоксидки. В результате такой доработки меньшее количество энергии основного магнита будет рассеиваться, и будет направлено на подвижную систему динамика.

В качестве дополнительного магнита лучше всего взять магнит от такого же динамика (убитые головки можно купить на радиорынках). При извлечении самого магнита не стоит делать резких ударов: если часть магнита отколется, можете его смело выкидывать.

Специально для тех, кто планирует ставить колонки рядом с монитором. Чтобы спасти последний от вредоносного магнитного излучения, достаточно одеть на магнитную систему динамика металлический стакан, толщиной хотя бы миллиметра 2-3. Оный можно изготовить самостоятельно, например, из какой-нибудь металлической кружки или маленькой кастрюли.

Относительные размеры стакана таковы: дно должно плотно прилегать к магниту динамика, а между стенками и краями магнитной системы должен быть зазор. Во избежание ненужных призвуков, получившийся зазор надо заполнить ватой, или обрезками ватина или войлока. Чтобы экранирование получилось качественным, стакан должен закрывать магнитную систему полностью.

Колебания воздуха внутри колонки влияют не только на ее стенки, но и на корпуса динамиков. В результате, появляются резонансы элементов динамика, от которых тоже нужно как-то избавляться. Основным источником ненужных призвуков являются края корпуса самих динамиков и окон диффузородержателей. На эти места полезно одевать или приклеивать резиновые прокладки. Остальную часть корпуса в целях амортизации полезно оклеить ватином или войлоком, в один-два слоя.

Все следующие ниже советы, начиная с этого, будут относиться только к средне- и низкочастотным головкам. У многих отечественных громкоговорителей подвес диффузора сделан из картона. Для улучшения демпфирующих свойств картонного подвеса его можно пропитать бензиновым раствором герлена (это строительная мастика, применяемая для герметизации стыков плит). Насколько мне известно, найти ее в продаже почти невозможно и единственный способ ее добыть - выменять герлен у рабочих на стройке на эквивалентный объем спиртосодержащих веществ.

Герлен разводят в бензине до состояния жидкой сметаны, после чего равномерно наносят в виде кольцевой полоски, шириной 3-4 мм и толщиной 0,5 -1 мм, на часть верхнего гофрированного подвеса. У маломощных головок с подвесом, гофрированным в виде тангенциальных полосок, мастикой покрывают примыкающую к воротнику половину. В результате подвес лучше гасит продольные волны, вследствие чего АЧХ диффузора становится более ровной.

Для тех, кто хочет более подробной информации о продольных волнах, привожу цитату из статьи В. Шорова, опубликованной в журнале "Радио" в 1986 году. "На низших частотах диффузор ведет себя, как колеблющийся поршень. АЧХ головки с оптимально сконструированным диффузором имеет в этой области гладкую форму. На средних частотах скорость изменения фазы сигнала в звуковой катушке превышает скорость распространения механического возбуждения в материале диффузора. Последний уже нельзя рассматривать как колеблющийся поршень, поскольку не все его участки колеблются в фазе с подводимым к катушке сигналом.

Однако затухание колебаний в материале диффузора на этих частотах еще недостаточно велико и, достигая диффузородержателя, они отражаются от него и распространяются в обратном направлении. Из-за взаимодействия прямых и отраженных колебаний на диффузоре образуются участки с интенсивным противофазным излучением - стоячими волнами (такой режим возбуждения называется парциальным). В результате на АЧХ головки возникают значительные нерегулярности (пики и провалы), размах которых у плохо сконструированного диффузора достигает десятка децибел".

Существует еще один способ предотвращения появления продольных волн - покрыть диффузор цапон-лаком или клеем БФ-6. Образовавшаяся в результате обработки пленка увеличивает жесткость конуса, и излучение становится более равномерным. Пропитывать диффузор нужно 2 раза, дав высохнуть каждому слою. С наружной стороны конус пропитывается почти полностью, до подвеса есть смысл оставить полоску около 5 мм, чтобы клей или лак не растворил склейку диффузора и подвеса. С внутренней стороны пропитывается только вершина конуса на 
3-4 см через окна диффузородержателя.

Для увеличения отдачи динамика на средних и нижне-средних частотах можно изготовить и приклеить колпачок из теннисного шарика. Хочу предупредить, что делается эта процедура на свой страх и риск, так как звучание получается "на любителя". Лучше всего сначала поэкспериментировать на запасном экземпляре динамика, если таковой есть. Колпачок надо изготавливать из жесткого, гладкого и легкого шарика.

После распиливания его пополам по шву нужно отрезать от края еще небольшую полоску, чтобы новый колпачок был чуть-чуть больше старого, либо того же размера. Затем мелким напильником надо подровнять края половинок (чтобы, когда вы кладете его на ровную поверхность, не было видно щелей). Поверхность шарика закрашивается мягким карандашом, до тех пор, пока колпачок не будет похож на свинцовый. После этого колпачок покрывается очень тонким слоем эпоксидки. Излишки ЭДП можно аккуратно убрать тампоном из хлопчатобумажной ткани. Когда колпачок высохнет, его следует приклеить к диффузору.

Если вдруг вы решили поменять один из динамиков на другую модель, вам придется перерассчитывать фильтры. Имеет смысл проверить их, даже если вы ничего не меняли, поскольку на все серийные колонки ставится один и тот же стандартный заводской фильтр, рассчитанный на паспортные характеристики головок. На практике, реальные характеристики динамиков часто существенно отличаются от паспортных: как правило, отличаются резонансная частота и сопротивление - те параметры, которые надо учитывать при изготовлении фильтра. Приведу методику, по которой можно померить дома частоту основного резонанса громкоговорителя.

Чтобы узнать резонансную частоту, потребуются килоомный резистор, точный резистор, тестер, программа, умеющая генерировать звуковой синусоидальный сигнал заданной частоты, и провод от усилителя к динамику достаточной длины. Собираем из этого добра схему (рис. 1). Сперва надо подобрать амплитуду сигнала.

Регулируя громкость, добиваемся того, чтобы напряжение на вольтметре соответствовало 0,001 сопротивления резистора, то есть для резистора 20 Ом напряжение должно быть 0,02 В. После этого менять амплитуду сигнала нельзя. Теперь подключаем динамик вместо точного резистора и вешаем его в свободном пространстве, подальше от крупных предметов. Генерируя сигналы разной частоты, находим резонансную - на ней показания вольтметра будут максимальными.

Рассчитать по полученным характеристикам лестничный фильтр можно с помощью программы JBL Speaker Shop (она прилагается к динамику от JBL. Купить динамик можно у официальных представителей JBL) или Excel-считалки Crossover (xussrhi-fi.tut.by/files/krossover.rar). Программы не только выдают параметры деталей, но и рисуют схему. 

При выборе частотного разделения нужно иметь в виду следующее:
- для СЧ- и ВЧ-динамиков частоту среза (по низам) нужно выбирать подальше от резонансной, чтобы в этом районе сигнал был как можно более слабым;
- есть смысл выбрать наиболее ровные участки АЧХ динамиков, а горы и ущелья оставить за частотой среза;
- рекомендуется устанавливать фильтры с крутизной среза не менее 12 дБ на октаву. Каждый порядок фильтра увеличивает крутизну среза на 6 дБ на октаву, то есть порядок фильтра должен быть не менее второго;
- слишком большой порядок фильтра может быть причиной нелинейности ФЧХ и искажений сигнала;
- при использовании фильтра первого, четвертого и пятого порядков динамики следует подключать синфазно, при использовании фильтра второго, третьего и шестого порядка громкоговорители должны быть подключены в противофазе.

Для того чтобы согласовать динамики по чувствительности (чтобы один не орал громче другого), используют аттенюаторы, чаще всего - L-pad (Г-аттенюатор). Это два резистора, подключенные один последовательно, другой параллельно. Поскольку повысить чувствительность динамиков нельзя (магнит дает слишком малый прирост чувствительности), все динамики АС выравниваются по самому слабому звену, то есть самому малочувствительному громкоговорителю. Аттенюатор включается в схему непосредственно перед динамиком, либо перед нижеописанной цепью Цобеля, если таковая требуется. Рассчитать L-pad можно с помощью программы Сес (dev.azz.ru/cec05.zip).

Если резонансная частота динамика находится вблизи нижнего среза фильтра или вообще в рабочем диапазоне (такое бывает с НЧ-, изредка - с СЧ-динамиками), для компенсации последствий устанавливают цепь Цобеля. На резонансной частоте и в ее районе сопротивление динамика меняется, и фильтр, настроенный на другое сопротивление ГД, начинает работать не так, как требуется. Включение цепи Цобеля надо делать непосредственно перед динамиком, в результате пик или провал АЧХ будет скорректирован. Рассчитать элементы компенсирующей цепи можно с помощью той же Сес.

Для компенсации пиков АЧХ используют режекторы. Режектор может компенсировать пик на заданной частоте заданного диапазона. В этой статье будет рассмотрен упрощенный вариант режектора (рисунок 2), более сложный вариант можно найти в книге "Высококачественные акустические системы и излучатели" Алдошиной и Войшвилло.

Указанный на рисунке 2 амплитудный корректор нужно включать только на входе АС. Рассчитать элементы режектора можно по приведенным формулам, где:
RH - входное сопротивление АС на частоте f0,
N - величина пика АЧХ,
Df - ширина полосы частот корректируемого фильтра, задается по уровню -3 дБ,
f0 - частота резонанса режектора ( совпадает с вершиной корректируемого пика АЧХ).

Думаю, на этом стоит закончить. Более конкретную информацию по доработке именно своих колонок можете найти в интернете. Также в Сети можно раздобыть данные о паспортных характеристиках разных динамиков и очень полезный софт.