15АС-404 - Модернизация

В этой статье вниманию радиолюбителей предлагается описание модернизации широко распространённого громкоговорителя 15АС-404, позволяющей существенно улучшить его звучание. Рассматриваются два варианта доработки громкоговорителя: переделка его в трёхполосную систему фазоинверсного типа и сохранение двухполосного варианта, но с переделкой закрытого ящика в фазоинвертор.

Модернизация в обоих вариантах, прежде всего, касается замены используемой в громкоговорителе 15АС-404 высокочастотной головки 3ГД-31 широкополосной головкой 3ГД-42. В трёхполосном громкоговорителе она выполняет функции среднечастотной, а в двухполосном – средне-высокочастотной. Необходимость указанной замены вызвана недостаточной чувствительностью головки ЗГД 31 и связанной с ней невозможностью реализации номинальной мощности установленной в 15АС-404 низкочастотной головки 25ГД-26. Номинальная мощность головки 3ГД-42 такая же, как и у 3ГД-31, однако благодаря более высокой чувствительности её можно использовать с головкой 25ГД-26, не опасаясь перегрузки. АЧХ головки 3ГД-42 на средних частотах более равномерна, чем у 25ГД-26, поэтому, понизив частоту разделения фильтра громкоговорителя до 800…900 Гц и сдемпфировав основной резонанс головки 3ГД-42 установкой её в закрытый, заполненный звукопоглощающим материалом бокс, удаётся улучшить равномерность АЧХ громкоговорителя на средних частотах.

Для трёхполосного варианта громкоговорителя необходимо также приобрести высокочастотную головку 3ГД-2. Принципиальная схема включения головок и элементов разделительных фильтров показана для этого варианта на рис. 1. Поскольку объем громкоговорителя весьма мал (всего 12 л), важно не занимать много места элементами фильтров. С этой целью среднечастотная головка 3ГД-42 подключена к низкочастотной 25ГД-26 не через делитель из двух резисторов, а через добавочный резистор R2. Это позволило несколько уменьшить ёмкость разделительного конденсатора C2 и сократить число элементов фильтра. Дроссель L1 препятствует прохождению средне- и высокочастотных составляющих на низкочастотную головку. Цепь R1C1 уменьшает зависимость входного сопротивления головки от частоты и таким образом, повышает эффективность заграждающего действия дросселя.

В разделительном фильтре рекомендуется использовать проволочные остеклованные резисторы с мощностью рассеивания не менее 5 Вт и малогабаритные конденсаторы К76П-1 па номинальное напряжение 63 В. При отсутствии таких конденсаторов можно установить обычные бумажные на напряжение 160 В.

Поскольку индуктивность дросселя L1 относительно велика (2,8 мГ), для уменьшения его габаритов и, что более важно, активного сопротивления, рекомендуется намотать его на Ш-образном магнитопроводе сечением 3…4 см2. Пластины следует собрать встык с зазором около 1,5 мм, а для обмотки взять провод диаметром не менее 0,8 мм. При использовании магнитопровода из пластин Ш14 сечением 3 см2 обмотка дросселя должна содержать 100 витков провода ПЭЛ 1,0. В этом случае его активное сопротивление будет равно 0,26 Ом. Дроссель L2 можно изготовить из имеющейся в фильтре громкоговорителя 15AC-404 катушки, отмотав от её обмотки 95 витков.

Разбирать громкоговоритель следует после изготовления фильтра. Вначале нужно снять заднюю стенку, затем удалить вату, освободить головки и снять переднюю панель и пластмассовую раму. При изготовлении трёхполосного громкоговорителя необходимо изготовить новую переднюю панель (рис. 2). Её выпиливают из фанеры толщиной 12 мм. Низкочастотную головку, как и прежде, крепят изнутри, а чтобы диффузородержатель не упирался в приклеенную к нижней стенке корпуса деревянную рейку и пластмассовую раму, их необходимо подрезать.

Среднечастотную головку 3ГД-42 устанавливают с наружной стороны панели. Её диффузородержатель должен быть заподлицо с наружной поверхностью передней панели. Для этого под него нужно вырезать углубление (выборку) на 5 мм. Под высокочастотную головку 3ГД-2 также следует сделать углубление, но с внутренней стороны панели, с тем, чтобы излучающий рупор головки располагался заподлицо с наружной поверхностью панели. Высокочастотную головку размешают на передней панели между отверстиями под туннели фазоинвертора. Применение не одного, а двух туннелей позволило при сохранении необходимой площади сечения и частоты настройки фазоинвертора значительно уменьшить длину туннелей, что весьма важно для малогабаритных громкоговорителей. Внешний диаметр туннелей фазоинвертора — 32, внутренний — 28, длина — 120 мм.

Декоративную ткань напротив туннелей следует аккуратно удалить, а для обрамления торцов труб изготовить из пластмассы или другого подходящего материала декоративные втулки (рис. 3). После сборки громкоговорителя их плотно вставляют в туннели 4 с наружной стороны. Головку 3ГД-42 необходимо закрыть изнутри герметичным боксом с внешними размерами 180x100x65 мм, заполненным ватой. Его изготавливают из фанеры или оргалита толщиной 4 мм. Выводы от звуковой катушки головки пропускают через отверстие в одной из стенок бокса, которое затем, как и все стыки бокса, герметизируют пластилином. Закрепляют заглушающий бокс также с помощью пластилина, тщательно промазав им все стыки его стенок с передней панелью.

Весьма важно обеспечить герметичность и всего корпуса громкоговорителя. С этой целью при установке головок под их диффузородержатели необходимо подложить поролоновые прокладки. Такие же прокладки рекомендуется использовать и при соединении друг с другом стенок корпуса.

Фазоинвертор, в отличие от закрытого ящика, требует равномерного распределения звукопоглощающего материала на стенках корпуса. Проще всего эго сделать, закрепив на них изготовленные из ваты и марли маты толщиной 20…30 мм. Не следует размещать маты вблизи торцов фазоинверторных труб: здесь, как и в средней части корпуса, должен остаться свободный объем воздуха.

В двухполосном варианте громкоговорителя можно использовать старую переднюю панель, нужно только под отверстием для низкочастотной головки выпилить два отверстия под туннели фазоинвертора и увеличить диаметр отверстия для головки 3ГД-31 с тем, чтобы в нем с внутренней стороны передней панели можно было установить головку 3ГД-42. Размеры туннелей фазоинвертора такие же, как в трёхполосном варианте. Разделительный фильтр, естественно. Упрощается: из него исключаются дроссель L2 и конденсатор СЗ. При сборке громкоговорителя могут возникнуть трудности с закреплением на передней панели декоративной ткани. Эта работа значительно облегчается при использовании автоматического сшивателя для бумаг, металлические скрепки-скобы которого легко входят в торец фанеры и прочно закрепляют ткань.

Чтобы убедиться в эффективности предложенной модернизации, вначале рекомендуется переделать один громкоговоритель и провести его сравнительные испытания с заводским образцом в монофоническом режиме. Выигрыш в звучании, полученный в этом режиме, в стереофоническом варианте ещё более усилится.

Авторами статьи при сравнительных испытаниях были сняты характеристики заводского (рис 4) и модернизированного громкоговорителей 15АС-404 (рис. 5). Кривая а на рис. 4 — АЧХ заводского громкоговорителя 15АС-404 по звуковому давлению, кривая б — частотная характеристика модуля его полного сопротивления. Сплошная кривая а на рис. 5 — АЧХ трехполосного варианта громкоговорителя с фазоинвертором. Штриховая кривая слева характеризует снижение эффективности воспроизведения низких звуковых частот при отсутствии фазоинвертора, справа — то же, в области высоких частот двухполосного громкоговорителя. Кривая б — частотная характеристика модуля полного сопротивления трёхполосного громкоговорителя.

Сравнение характеристик показывает, что в результате модернизации нижняя граница диапазона воспроизводимых частот сместилась с 80 до 63 Гц, а неравномерность АЧХ уменьшилась с 15 до 11 дБ. Особенно снизились её перепады на средних частотах.

Увеличение модуля полного сопротивления на средних звуковых частотах (рис. 5, кривая б) вызвано применением в разделительном фильтре добавочного резистора R2, о назначении которого говорилось в начале статьи.

М. Варлаков, М. Жагирновский, В. Шоров