Kenwood na polskich głośnikach
O projekcie składającym się z
- obudów kolumn Kenwood KL-222A,
- głośników Tonsil GDN 16/10 i GDWK 10/80/26,
- zwrotnicy zaczerpniętej z książki Tomasza Łyska "Wprowadzenie do projektowania układów zwrotnic zestawów głośnikowych poradnik praktyczny" wydanie 2020 strona 113
zostało wspomniane tutaj. Poniżej wykres modułu impedancji. Jak widać przebieg nie wygląda za dobrze. Pomijając dwa pierwsze piki związane z rezonansem obudowy (40Hz) oraz głośnika (84Hz) dalej w prawo widzimy, że moduł impedancji wzrasta znacznie powyżej 10 omów aby na końcu opaść na 5 omów. Jaka może być tego przyczyna? Zwrotnica była projektowana dla głośnika GDW 9/60 ja zastosowałem GDWK 10/80/26. W tamtym czasie nie dysponowałem możliwością pomiaru modułu impedancji i nie mogłem dopasować obwodu Zobla do użytego głośnika.
 |
| Krzywa modułu impedancji GDN 16/10 i GDWK 10/80/26 |
Obwód Zobla dla GDN 16/10
Najpierw sprawdźmy obwód Zobla wyznaczony przez Tomasza Łyska dla GDN 16/10 - rezystor 8,2 oma i kondensator 15uF. Poniżej wykres modułu impedancji dla wymontowanego z kolumny głośnika GDN 16/10. Jak widać najpierw mamy silny pik związany z rezonansem głośnika (55Hz), potem spadek na minimum i dalej stopniowy wzrost aż do bardzo dużej wartości około 40 omów.
 |
| Krzywa modułu impedancji GDN 16/10 |
Poniżej ten sam wykres z dodanym obwodem Zobla. Jak widać nastąpiło bardzo dobre wypłaszczenie modułu impedancji. Drobny uskok prawdopodobnie jest związany z niedoskonałościami 50-letnich zawieszeń.
 |
GDN 16/10 z obwodem Zobla
|
To nad czym można się zastanowić na podstawie grafiki to czy nie należało zwrotnicy liczyć na impedancję 7 czy nawet 6,5 oma zamiast deklarowane przez producenta głośnika 8 omów. Być może autor projektu zwrotnicy Tomasz Łysek kiedyś to wyjaśni.
Obwód Zobla dla GDWK 10/80/26
Pozostało wyznaczyć obwód Zobla dla głośnika wysokotonowego. Na pierwszej grafice niżej pomiar modułu impedancji dla samej kopułki. Na drugiej z dopasowanym obwodem Zobla. Dobrane wartości obwodu to rezystor 8,2 oma oraz kondensator 0,82uF.
 |
Krzywa modułu impedancji GDWK 10/80/26
|
 |
| GDWK 10/80/26 z obwodem Zobla |
Patrząc na pierwszą grafikę głośnik nie wygląda źle. Moduł impedancji na poziomie rezonansu nie przekracza 10 omów. Na końcu również nie przekracza tej wartości. Na upartego obwód Zobla nie jest potrzebny. Tu również można się zastanowić czy nie
należało zwrotnicy liczyć na impedancję 7 omów dla głośnika wysokotonowego.
Warto zwrócić uwagę na zmierzoną częstotliwość rezonansową głośnika GDWK 10/80/26. Wartość na poziomie 1250Hz co daje szansę na niższe "
cięcie" niż producent zaleca (4,8kHz). Przetwornik jest wersją głośnika
GDWK 10/80/19 wyposażoną w podwójny magnes w celu podniesienia efektywności (3 dB więcej). Na swojej
stronie Tonsil podaje tylko kilka parametrów przetwornika:
- Impedacja głośnika 8 Ohm
- Pasmo przenoszenia 4 to 25 kHz
- Moc nominalna, P1/P2 measured with filter 100/7 W
- Moc maksymalna 160/10 W
- Efektywność 93 dB
Trzeba założyć, że reszta jest zgodna ze słabszym bratem. Prawdopodobnie "podkręcenie" efektywności jest okupione większymi zniekształceniami. Czytając internet cześć osób postrzega głośnik jako najlepszą kopułkę Tonsila. Czy tak jest nie wiem, ale na pewno jest to aktualnie najdroższa kopułka Tonsila.
Pomiar finalny w obudowie
Po zmontowaniu kolumny moduł impedancji dla całej kolumny wygląda jak niżej:
 |
Pomiar końcowy modułu impedancji
|
Widać poprawę w stosunku do pierwszej grafiki. Wykres po prawej stronie uległ wypłaszczeniu mieszcząc się w przedziale 7 - 10 omów. Jeszcze lepiej widać linearyzację gdy zmienimy skalę z logarytmicznej na liniową:
1) Moduł impedancji na pierwszym wykresie spada poniżej wartości znamionowej ponieważ zastosowano inny głośnik wysokotonowy bez modyfikacji układu zwrotnicy, w wyniku czego układ jest przekompensowany (kondensator w obwodzie kompensacyjnym Zobla ma zbyt dużą pojemność dla GDWK 10/80/26).
OdpowiedzUsuń2) Rozrzut parametrów. Głośniki GDN 16/10 nie są już produkowane. Moje egzemplarze miały impedancję znamionową równą osiem omów i to stanowiło punkt wyjścia do projektu zwrotnicy.
3) Dla zestawów głośnikowych o mniejszej mocy można zastosować niższą częstotliwość podziału dla GDWK od tej, którą zaleca producent. W większości przypadków wymaga to jednak zastosowania pułapki rezonansowej RLC, która poprawi efektywność tłumienia filtra górnoprzepustowego w jego paśmie zaporowym.
Witam Panie Tomaszu.
UsuńMiło gościć w ten świąteczny czas.
"2) Rozrzut parametrów. Głośniki GDN 16/10 nie są już produkowane. Moje egzemplarze miały impedancję znamionową równą osiem omów i to stanowiło punkt wyjścia do projektu zwrotnicy."
Rozumiem.
Kiedy nie ma możliwości pomiaru jest to jak najbardziej rozsądne podejście - przyjąć wartość znamionową czyli deklarowaną przez producenta w tym przypadku 8 omów.
Pytanie jest takie: czy mając dokonane pomiary w postaci wykresów jak wyżej lepiej przyjąć 7 omów bo będzie to poprawniejsze?
Być może mimo pomiaru nadal lepiej trzymać się 8 omów.
Witam ponownie.
UsuńBez wykonania pomiarów charakterystyk poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości głośników z filtracją i bez filtracji nie da się nic na ten temat powiedzieć. Normy w różny sposób definiują impedancję znamionową:
https://zapodaj.net/images/12b4828159226.png
Minimum modułu impedancji zaraz za rezonansem (w Pańskim przypadku dla 250 Hz - jakieś 6,8 oma), wartość dla 1000 Hz (w Pańskim przypadku około 9,2 oma). A może średnia z tych dwóch wartości (tu by wyszło faktycznie 8,0 oma)?
Zachowanie się filtra dolnoprzepustowego obciążonego głośnikiem z prawidłowo dobranym obwodem kompensacyjnym Zobla będzie bardziej przewidywalne. Stosując słabszą lub silniejszą kompensację można też po części korygować charakterystykę poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości. Ma to jednak swoje konsekwencje w postaci wykrzywienia kształtu wypadkowej charakterystyki modułu impedancji w funkcji częstotliwości całego zestawu głośnikowego.
Tak jak napisałem. Bez nawet najprymitywniejszego systemu pomiarowego oraz pomieszczenia, w którym można zmierzyć charakterystyki poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości nic się z tym nie zrobi. System pomiarowy Audiomatica CLIO kosztuje ponad 10 tys. złotych. Jedna sesja pomiarowa w komorze bezechowej UAM kosztuje 1 tys. złotych. Jeśli chce Pan zrobić jedną parę takiego zestawu to się to Panu w ogóle nie opłaci. Takie rzeczy się robi jak się chce produkować tego duże ilości (one służą do wykonania prototypu + później do kontroli jakości w małej komorze produkcyjnej).
Swoją drogą. Mierzyłem kiedyś po kolei chyba z 50 sztuk tych głośników (GDN 16/10) wobulatorem. Każdy egzemplarz miał inną charakterystykę modułu impedancji w funkcji częstotliwości (rezonans w innym miejscu, inna dobroć, inna wysokość szczytu rezonansu, inne nachylenie krzywej powyżej rezonansu). Trudno było dobrać z tego dwa takie same głośniki. Zestaw z książki ma wartość minimalną modułu impedancji gdzieś pomiędzy 7 a 8 omów. Ale to nie jest apteka. Nie zapominajmy, że te głośniki mają już ponad 50 lat. Na szczęście ich zawieszenia górne wykonano z gumy artyleryjskiej a nie z prasowanego na gorąco poliuretanu więc jeszcze to jakoś funkcjonuje ale przez ten czas zmieniły się z pewnością parametry mechaniczne tych przetworników. Dużo zależy od warunków w jakich te głośniki były przechowywane (wilgotność, temperatura, itp.).
Zwrotnica z książki została zaprojektowana pod konkretne przetworniki. Jeśli nie ma Pan możliwości wykonania pomiarów charakterystyk poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości a koniecznie chce Pan zastosować inny głośnik wysokotonowy, nie pozostaje nic innego jak tylko poprzestać na tym, co Pan już zrobił. To znaczy zmodyfikować obwód kompensacyjny Zobla dla nowego głośnika wysokotonowego i dobrać dzielnik napięcia w taki sposób aby ilość tonów wysokich była odpowiednia dla osoby, która będzie tego słuchać (w książce to zostało dobrane tak żeby na pomiarze było równo ale dla młodszego słuchacza tonów wysokich może być np. za dużo a dla osoby starszej zbyt mało - trzeba wziąć poprawkę na charakterystykę przenoszenia uszu słuchacza). 4000 Hz jak na zestaw dwudrożny to dosyć wysoka wartość więc w większości przypadków obędzie się bez konieczności stosowania pułapki rezonansowej RLC. W związku z powyższym resztę wartości elementów zwrotnicy można "w ciemno" zostawić tak jak zostały one opisane na schemacie z książki.
Pzdr. T.Ł.
https://zapodaj.net/images/12b4828159226.png
UsuńPan kierował się wykresami bez obwodu Zobla.
"Minimum modułu impedancji zaraz za rezonansem (w Pańskim przypadku dla 250 Hz - jakieś 6,8 oma), wartość dla 1000 Hz (w Pańskim przypadku około 9,2 oma). A może średnia z tych dwóch wartości (tu by wyszło faktycznie 8,0 oma)?"
Ja kierowałem się wykresami z dołączonymi obwodami Zobla. Na oko 7 omów. Być może jest to błędny kierunek.
"Tak jak napisałem. Bez nawet najprymitywniejszego systemu pomiarowego oraz pomieszczenia, w którym można zmierzyć charakterystyki poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości nic się z tym nie zrobi."
UsuńCałkowita racja. W warunkach domowych rozsądny amator nie będzie się na to porywał. To co może zrobić to zwrotnica 3 rzędu z kalkulatora + ewentualnie obwód Zobla o ile ma czym go zmierzyć i dobrać.
"Swoją drogą. Mierzyłem kiedyś po kolei chyba z 50 sztuk tych głośników (GDN 16/10) wobulatorem. Każdy egzemplarz miał inną charakterystykę modułu impedancji w funkcji częstotliwości..."
UsuńJak to się mówi nie ma dwóch identycznych głośników i dwóch identycznych kolumn. Można próbować to zminimalizować dobierając głośniki i elementy elektroniczne poprzez pomiary, albo kupując lepsze głośniki i elementy z założeniem, że są bardziej powtarzalne.
"4000 Hz jak na zestaw dwudrożny to dosyć wysoka wartość więc w większości przypadków obędzie się bez konieczności stosowania pułapki rezonansowej RLC. W związku z powyższym resztę wartości elementów zwrotnicy można "w ciemno" zostawić tak jak zostały one opisane na schemacie z książki."
UsuńTą drogą idę. Jak wiadomo podobno pułapka rezonansowa RLC jest trudna w aplikacji i amator powinien jej unikać. Trzeba tak dopasować głośniki, aby rezonans wysokotonówki był na tyle daleki od pasma podziału żeby stosowanie pułapki nie było konieczne.