Defender Mercury 50A: level-up!

27 апреля 2005, среда 02:15

Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей и автор получил приз – OCZ Enhanced VGA&HDD Power Lead или говоря иначе "Волшебные провода" от OCZ Technologies.


Intro

Колонки Defender Mercury 50A – одни из фаворитов по качеству звучания среди мультимедийной акустики. Многие помнят обзор на IXBT, в котором было сказано, что Дефендеры "переиграли" всеобщих любимцев Microlab SOLO 2, это вызвало "бум" и все побежали в магазин... Побежал и я, потому что хорошего звука хотелось очень. Так началась длинная история проб и ошибок, ставшая причиной смерти моей звуковой карты и усилителя, конца которой не видно и по сей день... Постараюсь сейчас подытожить свой опыт и предостеречь от необдуманных действий горе-самоделкиных, если таковые найдутся.

Но сначала – небольшая воспитательная беседа. Часто на форумах задают вопросы по "доработке" конкретных моделей акустических систем (далее – АС), люди ищут как легко и без лишних хлопот сделать звук лучше. Как показывает практика, большинство из этих людей ничего не слышит или является бас-маньяками (страшное заболевание). Наиболее распространённое начало сценария доработки – добавление распорок и наполнителя. Насколько простое, настолько и малоэффективное средство. Для дальнейших действий нужны схемы и целеуказания. И даже если есть схема разделительного фильтра, то невероятное препятствие составляет намотка катушек нужной индуктивности, которые обязательно присутствуют в фильтрах низких частот. Такое неосновательное отношение к делу – лишь симптом. Если написанное выше про вас, или просто у вас руки чешутся что-нибудь переделать, дам хороший совет: АС нельзя дорабатывать, можно только бороться с недостатками! А это значит, что если вы дорабатываете акустику потому, что руки чешутся (лучше признаться себе в этом пока не поздно), или потому, что "хочется сделать лучше", то в этом нет никакого смысла. Чтобы что-то менять в конструкции, нужно в первую очередь услышать недостаток, после чего постараться локализовать проблему и попробовать её устранить. Для этого нужны большие уши, знания и, хорошо бы, не менее большой опыт доработки АС. Для тех, кто не имеет чего-то из перечисленного, постараюсь описать процесс наиболее полно.

Корпус

Начнём с простейшего: имеет смысл работа над "ящиком". Для начала надо поставить распорки/рёбра жесткости. В Дефендерах это сопряжено с определёнными сложностями из-за доступа к внутренностям лишь через отверстия динамиков и через окно для панели усилителя в активной колонке. Оптимальной для них без огромных трудозатрат нахожу такую схему:

Боковые стенки, очень большой площади и тонкие изначально, теперь хорошо защищены; другим стенкам ничего и не надо – только объём съедать. Чувство меры, господа, чувство меры, не дай бог вам утратить его... Касательно клея – не надо использовать клеевые стержни, я бы не стал использовать и "Момент". Отличный вариант – клеи на основе ПВА, ещё лучше – с добавлением древесной пыли (только не крупных стружек, думаю, это ясно).





Теперь наполнитель. Не думаю, что наполнитель в данном случае имеет большое значение, так что, тем более, не надо усердствовать. Насчёт размещения – в верхних отсеках АС наполнитель, скорее всего, не будет очень эффективен, так что размещаем наполнитель, не утрамбовывая, с максимальной концентрацией в районе НЧ динамика. Чем ближе к НЧ динамику наполнитель, тем эффективнее демпфирование, только не слишком приближайтесь к радиатору и трансформатору встроенного усилителя. Как вариант можно положить два поролоновых мата по боковым стенкам. К слову: с недопусканием вибраций до стенок хорошо справляются различные стягивающие маты на битумной основе, широко применяемые в автомобильной промышленности, но эти ухищрения – не наш случай. Они довольно дорогие, а эффект от них малозаметен в рамках данного класса акустики.

По выбору материала наполнителя: забудьте про войлок во всех его проявлениях – материал "узкопрофильный" в данной области. Кроме того, ходят аудиофильские слухи, что вата – лучше всего. Отнюдь! Во-первых, у ваты свойства хуже для данного применения, во-вторых, АС у нас фазоинверторные, т.е. не герметичные – моль будет кушать ваш наполнитель на завтрак, обед и ужин. Наиболее неприхотливый, простой в обращении, экологичный и долговечный вариант – синтепон. Хорошо, если синтепон не такой, каким подушки набивают – рыхлый, а соединёнными вместе пластами. Такой синтепон куда удобнее размещать.

Оформление НЧ динамика рассчитано очень удачно. Поэтому нет смысла сильно заполнять бокс, чтобы снизить добротность, или переделывать ФИ. Порт ФИ имеет нужные параметры и крепко сидит на своём месте – это чтобы вам не пришло в голову его оторвать и приклеить "получше".

Несколько строк надо посвятить глупостям, которые делать не стоит. Часто приходит людям на ум пропитывать динамики. ВЧ динамики ничем пропитывать нельзя ни в коем случае – у них каждая сотая грамма веса диафрагмы "на счету" и пропитка может капитально ухудшить звучание. НЧ динамики я пробовал. Пропитывается только пылезащитный колпачок – он наделён неплохими резонансами. Пик на 4 кГц после пропитки давится на пару децибел и смещается немного вниз по частоте, но стоит иметь ввиду, что на этой частоте НЧ динамик уже довольно сильно задавлен. Может это и имеет смысл в переделанных Дефендерах, но надо иметь специальную пропитку и сноровку, так что трижды подумайте, прежде чем делать. Пропитывать сам диффузор, по крайней мере, глупо – он и так по самое "нехочу" пропитан демпфирующей мастикой, сильно ухудшающей параметры динамика ради маленького разброса параметров на конвейере и сглаженной АЧХ.

А вот замена проводов, вопреки многочисленным мнениям, не пустая трата времени. Провод от активной колонки к пассивной подлежит замене в первую очередь – он очень длинный и может иметь достаточно существенное сопротивление. Что касается проводов внутри фильтра: если вы не планируете переделывать фильтры, не пытайтесь отрезать старые провода и напаивать на "черенки" новые, этим вы никак не улучшите звучание. А если уж отковыряли фильтры для переделки, то можно и проводочки поменять. Для замены используйте акустический кабель из безкислородной меди сечением 1.5-2.5мм². Считаю, что имеет прямой смысл использование именно безкислородной меди, а не обычной проводки. Не поскупитесь!

Разделительные фильтры

Вот и подошли к самому сложному. Вопреки мнению большинства пользователей мультимедийной акустики, разделительные фильтры – одна из важнейших деталей АС, явно важнее распорок и наполнителя... Как правило, львиную долю трудов при разработке АС занимает создание и настройка фильтров, однако практически все мультимедийные системы ими обделены вовсе. К превеликому удовольствию, в Defender Mercury 50a они есть, вот их схема.

На НЧ динамике фильтр второго порядка (12 дБ/октава), состоящий из индуктивности L1 и ёмкости С3, и цепочка Цобеля С2R3, предотвращающая рост импеданса динамика на высоких частотах. На ВЧ динамике – фильтр первого порядка (6 дБ/октава) в виде конденсатора С1 и аттенюатор на резисторах R1R2, который давит ВЧ динамик на 4 дБ. Частота среза ФНЧ около 2.5 кГц (точно сказать нельзя – надо измерять индуктивность), ФВЧ где-то 3.6 кГц

Основной проблемой данной АС является обширный провал АЧХ в области 1-4 кГц, т.е. в области раздела. Кроме того, после провала весь дальнейший диапазон задавлен. Поэтому убиранием неизвестно зачем поставленного аттенюатора (может, хотели подавлением ВЧ замаскировать провал на СЧ...) мы поднимаем заваленные ВЧ и немножечко поднимаем СЧ. Честно говоря, АЧХ выравнивается, но вот лучше колонки не звучат – звук становится похож на фирменный "Creative": холодный и жесткий. Правда, к тому времени, когда я это делал, фильтр был уже другой, да и усилитель давно внешний.





После этого изменением номиналов элементов я пытался поднять верхнюю граничную частоту НЧ динамика и опустить нижнюю ВЧ динамика, чтобы нивелировать провал на СЧ – но это оказалось проблематично. Дело в том, что у НЧ динамика после 1кГц на АЧХ яма. В результате – с повышением частоты среза НЧ динамика область 700 Гц-1 кГц сильно выпячивалась.

Дабы не нарушать хронологию событий, необходимо небольшое лирическое отступление. Одной из моих замашек была попытка борьбы с дифракцией на ВЧ. Дело в том, что на частотах, длины волн которых сопоставимы с физическими размерами АС, имеет место переотражение излучения динамиков от передней панели, что местами заметно кривит АЧХ. Это обстоятельство меня сильно пугало из-за того, что боковые панели выступают за уровень передней. Не вдаваясь в подробности, скажу, что переделал переднюю панель вот во что:

Однако помимо обновленного "внешнего вида" я получил ещё больший горбище на 800Гц, и на фоне этого выравнивание "ряби" на 3-6 кГц... Так что – не занимайтесь глупостями...

После этих неуспехов и убийства своей звуковой карточки мой пыл остыл. Однако спустя некоторое время наткнулся на схему фильтра из старой и всем известной статьи, которую когда-то сам забраковал (справедливости ради – там, и правда, много глупостей).

А схема-то оказалась неплохая, добавился фильтр второго порядка на ВЧ, которого, как мне казалось, не хватало. Стоит, однако, заметить, что нет никакого логического смысла установки цепи Цобеля на ВЧ динамик. Прослушивание показало, что он действительно не нужен и был удалён. Ещё один спорный момент – принято включать динамики с фильтрами второго порядка противофазно, но это лишь рекомендация, так как в каждом конкретном случае АЧХ и ФЧХ индивидуальны и результат может быть противоположный, что же лучше покажет прослушивание. Катушки взял, какие были – меньшая примерно до 15% ухода от необходимого номинала, большая – 25-30%. Кто-то сейчас заревёт, мол, как так можно... А очень просто – это вам не хай-енд, где полдецибела производят революцию в подаче музыкального материала, здесь надо "рубить топором" по 3-6 дБ сразу. Иногда изменение частотозадающего номинала раза в два не приносило почти никаких изменений в звук. Справедливости ради: после я намотал куда более точные катушки на воздушных сердечниках:

Конденсаторы я использовал К73-17 и К73-16. Во-первых, фильтры были собраны из того, что было под рукой, во-вторых, в разделительных фильтрах АС номиналы имеют куда большее значение, чем тип элементов, поэтому ничего страшного в них нет, вероятно, и в конечном варианте будут они же. Кроме того, возможно использование неполярных электролитов (например, наши К50-26 плюс к плюсу или минус к минусу последовательно с уменьшением ёмкости вдвое, т.е. 2 конденсатора по 50 мкФ = 1 неполярный 25 мкФ), шунтированных плёночными конденсаторами типа К78-2 номиналом около 1 мкФ. Так же возможно и очень желательно использование плёночных металлизированных конденсаторов типа MKT, MKP, FKP и.т.д. Резисторы – проволочные, мощностью не менее 5 Вт.

Для расчета катушек, чтобы не возникало особых проблем, выкладываю программу для расчета C.E.C. 0.5. Она здесь. Вводим внешний диаметр провода, нужную индуктивность и смотрим результаты. Программа предусматривает фиксированные размеры каркаса, так что если нет возможности/желания самому делать каркасы нужного размера, вот выкладки для расчета катушек индуктивности на имеющемся каркасе:





'Введите количество витков: ' w
'Введите длину намотки В,мм : ' B
'Введите диаметр катушки min Д0, мм : ' d0
'Введите диаметр провода с изол. Д, мм : ' d
'Введите диаметр жилы провода Дж, мм : ' dg

ws=(b/d) витков в слое
n=w/ws слоёв
c=n*d толщина намотки
a=(d0+c+dg-d)/10
ws=int(b/d)
ncel=int(n)
dl=0
dvit=d0+d
for i=1 to ncel
dl=dl+3.14*dvit*ws*/1000
dvit=dvit+d
endfor
dl=(dl+3.14*dvit*(w-ncel*ws)/1000)*1.07
R_om=dl*0.0106*1.45*1.45/dg/dg
L=(а*а*0.00008*W*W)/(3*a+0.9*b+c)

Так выглядит программа. Можно всё сделать на Excel, только длину провода посчитать по формуле:

дл=3.14*(d0+d+c/2)*W/1000*1.07

Стоит заметить, что есть оптимальное значение внутреннего диаметра катушки, при котором необходимая индуктивность получается при минимальном активном сопротивлении. Не будем считать миллиметры, возьмём это значение около 5 см. Т.е. катушки получаются довольно громоздкие.

Да, не ищите материалы по закоулкам, на радиорынке моточный провод диаметром 1.1 мм стоит примерно 1 руб/метр. На одну катушку может уйти даже 10-20 м, но в сумме расходы не велики – просто мучительно мотать. Для данных катушек имеет смысл взять провод более 1.1 мм, но от применения провода толще 1.6 мм толку тоже будет мало.

Эти катушки я мотал следующим образом: наматывал на болванку диаметром 5 см, закреплял и снимал. Для катушки 0.3мГ – примерно 68 витков, для катушки – 0.35мГ – примерно 75. Тем не менее, погрешность остаётся около ±10 %, так что можно рассчитать, если вы не очень ленивы.

Необходимые для сборки фильтра комплектующие можно достать в Чип и Дип’е или местном радио-магазинчике, на радиорынке. Если хочется "покруче" – в интернет-магазине, но нашем случае это неоправданно с финансовой точки зрения, так что я бы использовал "подножный корм".

При подключении не забывайте включать динамики, соблюдая полярность и включать сами колонки правильно. Неверная фазировка колонок легко определяется на слух – пропадают басы, звук не приобретает верную "форму" в точке пересечения колонок, а напротив – в этой точке звучит хуже всего и тяготеет к колонкам. Особенно слышно на композициях, где важно позиционирование. И ещё один момент – перед подключением проверьте сопротивление колонок тестером – должно быть около 6.5 Ом. Один раз не проверил и лишился усилителя, с тех пор не забываю...

Усилитель





После всех проделанных операций (вообщем-то, как и до...) качество звучания сильно упирается во встроенный усилитель. С усилителем Дефендера не ковырялся (валяется в кладовке), но перелопатил целиком усилитель из Соло2 МК2, который является полным аналогом, поэтому дам кое-какие рекомендации.

На плате усилителя конденсаторы С18-С19 – фильтрующие шунты по питанию. Имеет смысл заменить их на что-то более качественное и ёмкое, например: К73-17 не менее 680 нФ, вольтаж примененных конденсаторов – не менее 25 В. Конденсаторы С11 и С14 – проходные электролитические 0,22 мкФ/50В. Это одна из основных причин низкого качества усилителя. Меняем их на более качественные и ёмкие: от 0,47 до 1 мкФ, можно К73-17, но здесь хорошо что-то получше – К78-2, К71-5, К73П-3. Из импортных, как я уже говорил, MKT, MKP, FKP. Такие же конденсаторы есть и на плате предусилителя и темброблока, что вмонтирован вверху корпуса. Найти это конденсаторы не трудно – их два и расположены они прямо после регулятора громкости (на каждом из рядов регулятора средний контакт – выход для своего канала, после него и искать по дорожке).

Если вы обращали внимание, то демонтировать темброблок непросто – надо сначала его отделить. Чтобы это сделать, снимаем ручки регуляторов, они сидят на клею, так что придётся приложить некоторое усилие. После чего видим большое углубление, а в нём – гайку. Я делал так – брал шлицевую отвёртку, просунув её между стенкой углубления и гайкой, с усилием поворачивал против часовой стрелки. После проведения всех операций хорошо бы пластиковую крышку приклеить к корпусу – ничего хорошего в лишних дырах нет.

Наибольший же эффект от доработки усилителя можно получить с помощью удаления темброблока. Чтобы полностью отключить все цепи коррекции, нужно выпаять два электролитических конденсатора на 0.22 мкФ, стоящих непосредственно рядом с регулятором громкости, два резистора из целой батареи с одной стороны платы, а также две перемычки возле разъёма, в который приходит экранированный провод от усилителя мощности. Какие именно резисторы и перемычки – легко проследить по дорожкам от этого разъёма, а именно: C1, C2, R5, R6, JP3, JP4. Затем двумя проводками соединяете дорожку от переменного резистора к выпаянным конденсаторам с площадкой от выпаянной перемычки. Перед этой операцией хорошо взвесьте свои силы – самая эффективная, но самая опасная, если не обладаете соответствующими знаниями. Что важно – после данной операции пропадают щелчки при включении, хотя изначально есть они не на всех экземплярах.

Сбоку на плате усилителя есть два "здоровых" конденсатора. Имеет смысл повышение их ёмкости. Для этого идём на радиорынок и покупаем два электролитических конденсатора 4700 мкФ на 35 или более вольт, монтируем эти конденсаторы с обратной стороны усилителя в лежачем положении. Только имейте ввиду, могут возникнуть проблемы из-за излишней нагрузки на трансформатор. В этом случае дополнительные конденсаторы придётся отпаять. Самое главное – электролитические конденсаторы полярные, так что ПОДКЛЮЧАЙТЕ, СОБЛЮДАЯ ПОЛЯРНОСТЬ. Полярность выводов указана на корпусах конденсаторов.

Кроме того, радиатор – ну очень хиленький. Может быть и не стоит ничего менять, но хуже от дополнительного охлаждения не станет. Я поставил ещё один таким образом:

Не удивляйтесь отсутствию части деталей – этот экземпляр был разобран на запчасти. Обратите внимание на то, как прикреплен второй радиатор. В принципе, возможно использовать и один большего размера, но не компьютерный – в нашем случае охлаждение пассивное и радиатор должен иметь широко расставленные рёбра для эффективной работы. Важный момент – радиатор замкнут на минус питания через корпус микросхемы и не должен контактировать ни с чем.

После вышеуказанных переделок усилителя заметно улучшается качество звучания, однако он всё ещё остаётся слабым местом – имеет смысл замена усилителя на более качественный внешний.

Правильная расстановка колонок

Такая мелочь на самом деле довольно существенно влияет на звучание, особенно на локализацию. Опытным путём было определено, что на расстоянии, когда стандартный шнурок от активной колонки к пассивной обвисает, колонки надо ставить строго параллельно. Когда он натянут – чуть-чуть развернуть друг к другу. Если шнурок заменён и колонки расставлены ещё дальше – соответственно ещё сильнее их надо развернуть друг к другу. В вертикальной плоскости – на уровне уха слушателя или несколько выше. Расположение колонок таким образом, что НЧ динамики оказываются на середине высоты помещения, одно из самых неудачных.

Прослушивание и итоги

Для проведения прослушивания был приглашены "экспертные уши" и организовано своеобразное слепое прослушивание – я ставил разные варианты фильтров, а Денис (так зовут эксперта) слушал и сообщал свои впечатления. По совокупности его и моего мнений выводилось окончательное решение. Усилитель самодельный, на двух моно-микросхемах LM3886T. Вот, кстати, и он, дабы не возникало мнений о его "кошмарности" и сомнительном качестве.

Источник подключён через вход, минующий регуляторы громкости и баланса. Источник: звуковая карта M-audio Revolution 5.1, известная высоким качеством звука.

Результаты – очень любопытные. Сначала слушали АС с фильтрами по новой схеме. Тут говорить о звучании не имеет смысла, т.к. нас интересуют изменения по сравнению с прошлым вариантом. Послушали, запомнили, ставим фильтр полностью родной и вот что имеем:

С новым фильтром повышается детальность звучания, больше ВЧ, хорошо слышно мелочи, побрякивания и т.п. Особо эксперт отметил длинные послезвучия. Получился вариант с "аудиофильской" наклонностью. По моим личным ощущениям лучше стал женский вокал и заметно лучше инструменты "скрипучие" – скрипка и волынка, побольше динамики. Заводской вариант звучал более замылено, тухловато, но при этом остался более музыкален, а это, на мой взгляд, имеет решающее значение.

Как обычно и бывает – начались поиски проблемы. Вскоре она была локализована. Помните, я говорил, что возможно смысл установки аттенюатора – маскировка провала на СЧ? Так оно и оказалось. Установка аттенюатора позволила совместить качества двух вариантов: избавится от "аудиофильности" (кому-то она по душе, но не мне) и вернуть музыкальность.

Полярность подключения динамиков действительно надо менять, так звучание заметно лучше.

Следующим шагом я, по своей невнимательности, вместо того, чтобы отключить цепь Цобеля на ВЧ, отключил её на НЧ... После прослушивания слово одно: Шок! Колонки впервые заиграли, мягко заиграли, как зефир жуёшь (с). Звучит несколько окрашено – красиво, тепло и звонко где надо, такая окрашенность для колонок данного ценового диапазона только в плюс. Я слышал мнения и читал статьи о деструктивном эффекте от цепи Цобеля, но не хочу с этим вопросом разбираться – правильно не то, что сложнее, а то, что хорошо звучит. Именно это случайное действие произвело революцию местного масштаба в подаче музыкального материала. Цепь Цобеля на ВЧ была удалена, так как только замыливала звучание и сглатывала детальность. Итоговая схема фильтра получилась довольно простая:

Теперь подытожим, расположив все вышеописанные доработки в порядке убывания эффективности:

  1. Замена разделительных фильтров
  2. Доработка усилителя (с выкидыванием темброблока) или его полная замена
  3. Укрепление корпуса
  4. Наполнитель
  5. Расстановка
  6. Пропитка пылезащитного колпачка НЧ
  7. Провода
  8. Допайка дополнительных конденсаторов по питанию (толк даже сомнителен)
  9. Наращивание радиатора
  10. Переделка передней панели совсем смысла не имеет.

Вам выбирать, что в ваших силах и, естественно, отвечать за последствия, если справиться вы не смогли.

В дальнейших планах – снятие АЧХ с помощью микрофона, который давненько заказан, намотка нормальных катушек и дальнейшая подгонка и ориентация по месту в зависимости от результатов измерений.

Узнать больше о мультимедийной акустике и проблемах качественного звучания вы можете в нашем форуме.

Больше информации о усилителях для мультимедийной акустики и манипуляциях с ними в статье GreY’я "Апгрейд усилителя в колонках: выбор микросхем и расчёт питания".

Огромное спасибо Денису Александровичу и GReY’ю за экспертное мнение, помощь в написании статьи.


Свои комментарии можно оставить в этой ветке конференции.

Страницы материала
Страница 1 из 0
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают