4. AKAI ST-100. Fiasko doboru obwodu Zobla

Nie tędy droga

W poprzednim wpisie został zmierzony moduł impedancji kolumn AKAI ST-100. Pomiar wykazał, że fabryczny obwód Zobla nie do końca został poprawnie dobrany. Nie pozostało nic innego jak spróbować dobrać go samodzielnie i doprowadzić do linearyzacji wyników pomiaru modułu impedancji.

Pomysłem na skróty było podmienianie (poprzez wylutowanie i wlutowanie) kondensatora o coraz mniejszej wartości. Niestety przy pomocy tej metody nie udało się w zadawalający sposób "rozprostować" wykresu pomiaru. Wniosek jest taki, że bez wymontowania głośnika nie da się tego poprawnie zrobić. Kolumny muszą czekać na "lepsze czasy".

AKAI ST-100 bez obwody Zobla

Układ Zobla - korektor impedancji

Układ Zobla to szeregowo połączony rezystor i kondensator wpięte równolegle do głośnika. Zadaniem obwodu jest stabilizacja modułu impedancji tak aby w funkcji częstotliwości poza rezonansem głośnika przyjmował on w miarę stałą wartość zbliżoną do rezystancji cewki głośnika. Odnosząc to do grafiki wyżej niebieska krzywa po pierwszym szczycie powinna przyjąć po zastosowaniu obwodu Zobla w miarę płaską charakterystykę.

W przypadku pozostawienia pofałdowanej charakterystyki można popełnić duży błąd przy obliczaniu zwrotnic głośnikowych. Przykładowo licząc na punkt podziału 700Hz i przyjmując deklarowaną przez producenta głośników impedancję 8 omów uzyskamy daleki od założeń teoretycznych wynik gdyż jak można odczytać z wykresu dla 700Hz moduł impedancji w rzeczywistości przyjmuje ponad 30 omów. Wystarczy spojrzeć niżej na różnicę w wartościach elementów elektronicznych obliczonych dla najprostszej zwrotnicy pierwszego rzędu aby zrozumieć w czym rzecz.

Zwrotnica głośnikowa 700Hz i 8 omów

Zwrotnica głośnikowa 700Hz i 30 omów

Co prawda pierwszy wykres od góry dotyczy dwudrożnego zespołu głośnikowego, ale zasada jest analogiczna jak dla pojedynczego głośnika. Po prostu trzeba zlineraryzować każdy głośnik z osobna aby uzyskać płaską wypadkową. Nie wdając się w teorię im głośnik ma większą cewkę tym bardziej potrzebuje obwodu Zobla stąd głośnik niskotonowy praktycznie zawsze powinien być "prostowany", a pozostałe według potrzeb i możliwości finansowych.

Układ Zobla jak śpiewała Pani Krystyna Prońko nie jest "lekiem na całe zło". Zużywa energię, szczególnie rezystor oraz wprowadza szereg zniekształceń. Na korzyść jego stosowania przemawia jednak "Wybór mniejszego zła".

Jak to się robi

Poprawnie dobór obwodu Zobla należy wykonać na wymontowanym głośniku. Najlepiej na wolnym powietrzu, ale nie przesadzajmy. Im dalej od wszelkich powierzchni odbijających fale dźwiękowe tym lepiej. Na zasadzie prób i błędów dobieramy kombinację rezystora i kondensatora tak aby uzyskać jak najbardziej płaską krzywą. Dla głośnika 8-omowego wystarczy posiadać rezystor 8,2 oraz 10 omów. Gorzej z kondensatorami. W ich przypadku warto posiadać cały typoszereg (przynajmniej E24). Najpierw dobieramy kondensator, a potem sprawdzamy czy zmiana rezystora coś poprawi. Rezystor w tym układzie nie ma znaczenia kluczowego.

No dobrze, ale co zrobić jak ktoś nie ma urządzenia pomiarowego? Pozostaje skorzystać z internetowych kalkulatorów. Słabością tej metody jest potrzeba znajomości parametrów głośnika: rezystancji i indukcyjności. W przypadku starych głośników może być trudno, a i nowe często nie mają dostatecznej dokumentacji.  

Powiązane:

1. AKAI ST-100. Zwrotnica z układem Zobla
2. AKAI ST-100. Rewitalizacja japońskich kolumn głośnikowych
3. AKAI ST-100. Zaskakujący pomiar modułu impedancji
4. AKAI ST-100. Fiasko doboru obwodu Zobla

2. AKAI ST-100. Rewitalizacja japońskich kolumn głośnikowych

Konserwator zabytków

W budownictwie istnieją dwie szkoły. Pierwsza mówi aby obiekt historyczny pozostawić w stanie niezmienionym. Co najwyżej przygotować trasę do zwiedzania i tym podobne ułatwienia. Przykładem może być Zamek w Besiekierach niedaleko Łęczycy. 

Druga szkoła skłania się ku "odbudowie". Przykładem mogą być zamki w Bobolicach i Mirowie na Jurze Krakowsko-Częstochowskiej. W jaki sposób obecni właściciele - rodzina Laseckich przekonała konserwatora zabytków do tak głębokiej ingerencji pozostanie pewnie tajemnicą ... "senator na zamku równy ...".

Cena czyni cuda

W audio sprawy mają się podobnie. Jedni starają się aby wszystko pozostało "jak fabryka wypuściła". Ma to swoje uzasadnienie w unikalności, a co za tym idzie cenie. Drudzy starają się przywrócić stary sprzęt do życia nie trzymając się ściśle oryginału. W przypadku kolumn głośnikowych będzie to najczęściej wymiana uszkodzonych głośników na inne "podobne". Jest to szczególnie widoczne w przypadku kolumn wyposażonych w głośniki na nietrwałych zawieszeniach piankowych. Pozostaje regeneracja lub "podmiana".

Jaki jest mój wybór? Starych, w dobrym stanie nie ruszać, nie ulepszać, pozostawić w "stanie muzealnym". Które uważam za stare? W przypadku kolumn głośnikowych te które mają kondensatory olejowe w zwrotnicy. W pozostałych przypadkach można ingerować i starać się "odbudować" niekoniecznie zachowując pierwotny stan.

AKAI ST-100 wiatr odnowy

Prace objęły:

• dla uszczelnienia zalanie klejem do drewna wszystkich łączeń obudów,
• dla poprawy dźwięku wymiana w zwrotnicach kondensatorów elektrolitycznych na audio,
  
• dla odświeżenia wyglądu oczyszczenie czarnego przodu z plam oraz olejowanie obudowy.
  

Co jeszcze można zrobić:

• wymienić cewki indukcyjne z rdzeniowych na powietrzne co jest dyskusyjne - cewki powietrzne wnoszą mniej zniekształceń, ale są droższe i przy tej samej grubości drutu mają większy opór co może zmienić charakterystykę filtrów oraz pogorszyć sprawność głośników, 
• wymienić na tyle kolumn niewygodne zaciski sprężynowe na bardziej pewne i przyjazne w użytkowaniu zaciski śrubowe.
  

AKAI ST-100 wymiana kondensatorów

AKAI ST-100 klejenie łączeń

AKAI ST-100 obudowa przed olejowaniem

AKAI ST-100 obudowa po olejowaniu

Kolumna kolumnie nierówna

Na zdjęciach w poprzednim wpisie i tych wyżej można zobaczyć jedną z kolumn. Po rozkręceniu drugiej okazało się, że nie jest ona dokładnym klonem pierwszej. Użyto innych cewek indukcyjnych w zwrotnicy głośnikowej, a konstrukcja została wzmocniona krążkiem na tylnej ściance i dodatkową poprzeczką usztywniającą obudowę. Albo kolumny nie pochodzą z jednej pary, albo były produkowane z tego "co było pod ręką". Teraz wiadomo skąd Tonsil mógł zaczerpnął pomysł na produkowanie kolumn "po japońsku".

AKAI ST-100 krążek i zwrotnica w drugiej kolumnie

AKAI ST-100 cewki indukcyjne w drugiej kolumnie

AKAI ST-100 poprzeczka wzmacniająca obudowę

Powiązane:

1. AKAI ST-100. Zwrotnica z układem Zobla
2. AKAI ST-100. Rewitalizacja japońskich kolumn głośnikowych
3. AKAI ST-100. Zaskakujący pomiar modułu impedancji
4. AKAI ST-100. Fiasko doboru obwodu Zobla

Zwrotnica głośnikowa AKAI ST-400. Wyobrażenie schematu

Odtwarzanie schematu zwrotnicy

W internecie nie znalazłem schematu zwrotnicy głośnikowej kolumn AKAI ST-400. Jedynie spis elementów elektronicznych:

• Cewki indukcyjne: 4,5mH, 2,6mH oraz 2 x 0,35mH, 
• Kondensatory: 2 x 33µF, 22µF, 10µF, 2,8µF, 22µF,
• Rezystory: 2 x 10Ω. 

W oryginale kondensator 2,8µF został zapisany jako 28µF. Na forach internetowych wartości kondensatorów często podawane są bez uwzględnienia przecinka. Znając ogólny "wzorzec" zwrotnicy głośnikowej w danej serii kolumn można dedukować czy może chodzić o 28µF czy raczej o 2,8µF.

W torze wysokotonowym AKAI zwykle stosował 2,8µF stąd na poniższym schemacie zwrotnicy głośnikowej AKAI ST-300 w torze wysokotonowym prawdopodobniej jest błąd. Zamiast kondensatora 2,2µF powinien być 2,8µF. Pewności nie ma.

Schemat zwrotnicy AKAI ST-300

Przywołując powyższy schemat zwrotnicy AKAI ST-300 można "wykorzystać" spisane elementy i wyobrazić sobie schemat zwrotnicy AKAI ST-400:

• tor niskotonowy: filtr - cewka 4,5mH i kondensator 33µF, do tego obwód Zobla: rezystor 10Ω i kondensator 33µF,
• tor średniotonowy: filtr - kondensator 22µF i cewka 2,6mH oraz cewka 0,35mH i kondensator 10µF, do tego najprawdopodobniej obwód Zobla: rezystor 10Ω i kondensator 10µF
• tor wysokotonowy: filtr - kondensator 2,8µF i cewka 0,35mH.
  

Ze spisu został jeszcze do wykorzystania ostatni kondensator o wartości 22µF. Prawdopodobnie jest tylko niepotrzebne powtórzony. Za to "za mało" jest rezystorów o wartości 10Ω, które w AKAI ST-300 są wykorzystywane do mostkowania elementów elektronicznych czyli do "łagodzenia" ich filtracji: cewka 0,35mH w torze wysokotonowym i kondensator 10µF w torze średniotonowym.

Jeden Zobel niskotonowy w serii

Spostrzeżenie: w torze niskotonowym w serii kolumn AKAI SW i ST obwód Zobla jeśli występuje to w postaci: rezystor 10Ω i kondensator 33µF. W odniesieniu do głośników o rozmiarze 12 czy 15 cali nie wzbudza to dużych podejrzeń. Być może jest ok. 

W kolumnie AKAI ST-100 głośnik jest 6,5 cala, a obwód Zobla również rezystor 10Ω i kondensator 33µF. Czy wartość kondensatora nie jest przesadzona, a obwód przekompensowany? Bez pomiarów nie dowiemy się, ale najprawdopodobniej tak jest. Odpowiedź tutaj.

1. AKAI ST-100. Zwrotnica z układem Zobla

AKAI ST-100

Kolumny AKAI ST-100 należą do serii kolumn produkowanych w pierwszej połowie lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Obok najniższego modelu ST-100 były jeszcze wytwarzane odmiany ST-200, ST-300 i ST-400. AKAI ST-100 to układ dwudrożny. Istniała też seria oznaczona jako ST-101, ST-201, ST-301 i ST-401. Od pierwszej różniła się wizualnie brakiem ozdobnych osłon na głośniki i z tego powodu wygląda mniej ciekawie.

 

Grill głośnika niskotonowego przypomina koło sterowe rodem z żaglowców. W jego centrum umieszczono logo producenta i model kolumny. Pełni on funkcję nie tylko ozdobną, ale również funkcję filtra akustycznego. Jego zadaniem jest wytłumienie tonów średnich i wysokich, których nie udało się wyeliminować na drodze elektrycznej zwrotnicą głośnikową.  Osłona głośnika wysokotonowego to klasyczna stalowa siateczka. Całość dopełnia czarne kontrastujące tło przedniej ścianki.

AKAI ST-100

AKAI ST-100 zwrotnica

Schemat zwrotnicy można prawdopodobnie znaleźć w internecie, ale od czego śrubokręt. Od tyłu kolumny wyglądają jak niżej. Kontroler tonów wysokich i sprężynujące zaciski do przewodów. Po podłączeniu do źródła sygnału audio okazało się, że ścieżki w potencjometrach nadal działają całkiem dobrze w całym zakresie regulacji.

AKAI ST-100 tylna ścianka

Tylna ścianka jest odkręcana co znacznie ułatwia serwisowanie kolumn. Mocowanie na 12 śrub. Po dwie na górze i dole i po cztery na bokach. Porządnie aby było szczelnie i sztywno. Po wyjęciu dobrze dopasowanej tylnej ścianki ukazuje się dodatkowe uszczelnienie w postaci biegnącej wokół taśmy.

 

Zwrotnica głośnikowa została umieszczona na tylnej ściance od wewnątrz. Montaż na sklejce wzmocnionej blachą. Zwrotnica składa się z dwóch filtrów: nisko i wysokotonowego. Oba drugiego rzędu co jak na najniższy model w serii nie jest często spotykanym rozwiązaniem i wzbudza szacunek do konstruktorów.

 

Filtr niskotonowy składa się z połączonej szeregowo z głośnikiem cewki 2,6mH i równoległego kondensatora elektrolitycznego 10uF. Układ dopełnia obwód Zobla w postaci kondensatora elektrolitycznego 33uF i opornika ceramicznego o wartości 10 omów i mocy 5W.

 

Filtr wysokotonowy to w szeregu kondensator elektrolityczny 10uF i równolegle cewka 1,8mH oraz L-Pad (tłumik) w postaci potencjometra obrotowego pozwalającego na płynną regulację tonów wysokich. Prawdopodobnie zakres tłumienia wynosi od zera do ośmiu omów.

 

Filtry z głośnikami zostały zespolone przy pomocy przewodów grubszych niż te, których miał zwyczaj wykorzystywać Tonsil. Zwrotnice na poziomie można rzec.

 

Pomiar suwmiarką pokazał, że większa cewka została nawinięta drutem 1mm, a mniejsza 0,8mm. Całkiem solidnie. Obie to cewki rdzeniowe czyli o gorszych właściwościach niż powietrze, ale przecież nie są to kolumny przewidziane pod duże obciążenia. Kondensatory elektrolityczne też mogą budzić pewne obawy jako najtańsze rozwiązanie jednakże pomiary wykazały, że po prawie 50latach nadal mieszczą się w zakresie dopuszczalnej tolerancji 5%. W obwodzie Zobla został użyty porządny ceramiczny opornik co najwyżej można dyskutować czy w torze niskotonowym nie powinien być o większej mocy 10W.

AKAI ST-100 zwrotnica

Budowa AKAI ST-100

Reszta elementów konstrukcyjnych AKAI ST-100 wzbudza nie mniejszy zachwyt. Wszystkie ścianki z wyłączeniem tylnej zostały wykonane ze sklejki o grubości 1cm przy tym wokół głośnika niskotonowego dodano dodatkową warstwę sklejki. Czy jeden centymetr to nie za mało? Generalnie tak tylko należy pamiętać, że Japonia to kraj wyspiarski i z uwagi na koszty transportu z natury dąży się tam do produkowania rzeczy nie za dużych i nie za ciężkich.

 

Wszystkie łączenia ścianek kolumny zostały wzmocnione wklejonymi elementami drewnianymi, a całość od środka przypomina budowę drewnianej łodzi. Od zewnątrz z wyjątkiem tyłu ścianki zostały pokryte fornirem. Jak donosi internet z drzewa tekowego wykończonego olejem. Prawdopodobnie rzeczywiście fornir był olejowany gdyż drzewo tekowe słynie z dużej zawartości substancji oleistych i inny sposób jego konserwacji np. lakier mógł się nie sprawdzać.

AKAI ST-100 wzmocnienia

AKAI ST-100 przetworniki

Oba zastosowane głośniki to produkty spod znaku AKAI. Wysokotonowy DT-10T, niskotonowy 16S-10T w rozmiarze 6,5 cala, mocy 15W i zawieszeniu tekstylnym. Oba o deklarowanej impedancji 8 omów. Jako materiał wygłuszający kolumnę zostały zastosowane  dwa płaty wełny mineralnej o różnej grubości. Sądząc po żółtym kolorze prawdopodobnie szklanej. Wełna szklana nieznacznie lepiej pochłania dźwięki niż wełna skalna.

 

UWAGA: nie należy wdychać pyłów z wełny mineralnej niezależnie od rodzaju. Wełna szklana jest bardziej niebezpieczna gdyż może wbijać się w skórę i płuca. Generalnie żadnej sztucznej wełny nie należy używać do wygłuszania obudów wentylowanych, z których jej cząsteczki mogą być wydmuchiwane podczas pracy kolumny głośnikowej. Tonsil miał na to prosty i skuteczny pomysł w postaci pakowania wełny w worki foliowe.

AKAI ST-100 głośnik wysokotonowy

AKAI ST-100 głośnik niskotonowy

AKAI ST-100 wnętrze

Powiązane:

1. AKAI ST-100. Zwrotnica z układem Zobla
2. AKAI ST-100. Rewitalizacja japońskich kolumn głośnikowych
3. AKAI ST-100. Zaskakujący pomiar modułu impedancji
4. AKAI ST-100. Fiasko doboru obwodu Zobla