Pomiar krzywej impedancji. Zespół dwudrożny na GDN 16/10 i wysokotonowym GDW 9/60

GDN 16/10 oraz GDW 9/60

Wykres krzywej modułu impedancji dla kolumny wyposażonej w zwrotnicę zaczerpniętą z książki Tomasza Łyska "Wprowadzenie do projektowania układów zwrotnic zestawów głośnikowych poradnik praktyczny" wydanie 2020 strona 113. 

Użyte głośniki to zgodnie z projektem Tonsil GDN 16/10 oraz GDW 9/60. Obudowa zamknięta na bazie kolumn ZgP-20 (wymiary: 210x260x420 mm) czyli nieco większych niż zastosowane w projekcie Tomasza Łyska ZG-15C (wymiary: 198x200x337 mm). Kolumny zostały silnie wypełnione materiałem tłumiącym.

Krzywa modułu impedancji GDN 16/10 i GDW 9/60

GDN 16/10 oraz GDWK 10/80/26

Wykres krzywej modułu impedancji dla kolumny wyposażonej w identyczną zwrotnicę jak wyżej. Użyte głośniki to Tonsil GDN 16/10 oraz GDWK 10/80/26. Obudowy bass-reflex od Kenwood KL-222A (wymiary: 200x290x460 mm) czyli nieco większe od zastosowanych w projekcie Tomasza Łyska. Kolumny zostały wytłumione na ściankach.

Krzywa modułu impedancji GDN 16/10 i GDWK 10/80/26

W pierwszym przypadku udało się uzyskać podobnie płaską krzywą jak w projekcie źródłowym. W drugim przypadku różnicę pogłębia prawdopodobnie zmiana głośnika wysokotonowego przy pozostawieniu bez zmian kondensatora w układzie korektora impedancji. Na końcu przebiegu moduł impedancji spada znacznie poniżej impedancji znamionowej 8 omów co należy uznać za sytuację niedopuszczalną.

 

Zmagania związane z poprawą wykresu modułu impedancji zostały opisane w serii postów począwszy od:

1. Kenwood KL-222A. GDN 16/10, GDWK 10/80/26. Poprawa krzywej impedancji

System pomiarowy audio. Dayton Audio DATS V3 na USB

DATS V3 Computer Based Audio Component Test System

Co może DATS3:

• Policzyć parametry Thiele/Small,
• Wykreślić krzywą impedancji,
• Zweryfikować strojenie obudowy,
• Sprawdzić okablowanie i działanie zwrotnicy,
• Zmierzyć cewki, kondensatory, rezystory,
• Sprawdzić poprawność działania głośnika.

YouTube: "Dayton Audio DATS v3 - recenzja, macanko, pitu pitu - życi nie urywa"

Opinia autora pod nagraniem: "Kupiłem w dobrej cenie. Szału to nie robi. W zasadzie użyje do cewek i strojenia BR/MB. Zastanów się mocno przed zakupem...."

YouTube: "DATS V2 [Reduktor Szumu]"

Z opisu pod nagraniem: "Tym razem prezentuję wam coś, co może bardzo się przydać przy samodzielnym projektowaniu i konstruowaniu zestawów głośnikowych.". Uwaga video omawia starszą drugą wersję urządzenia.

 

Rozpoczęcie pracy

 

Po zainstalowaniu bezpłatnego oprogramowania na komputerze i podłączeniu DATS3 do gniazda USB pracę rozpoczynamy od skalibrowania przewodów pomiarowych. Zwieramy ze sobą krokodylki i z menu programu na górnej belce "Impedance Analizer" wybieramy "Test Leads Calibration". Rezystancję przewodów można odczytać na dole po lewej stronie w okienku: "Test Lead Resistance". Nie powinna być ona większa od 1Ω. Teraz w trakcie pomiarów DATS3 będzie uwzględniał rezystancję przewodów pomiarowych.

DATS3 pomiar rezystancji przewodów

3. AKAI SW-155 odświeżenie zwrotnicy

Wymiana kondensatorów

Schemat zwrotnicy został przedstawiony w oddzielnym wpisie: "Kolumny Akai Sw-155 schemat zwrotnicy", a kolumny naszkicowane tutaj: "Kolumny AKAI SW-155. Piękno klasyki audio vintage i kabuki". Nie jestem zwolennikiem poprawiania fabryki i przerabiania zwrotnic na "lepsze". Poprawiajmy, ale w granicach rozsądku bliskich pierwotnemu brzmieniu.

Zwrotnica AKAI SW-155

Diagnoza:

• Po uruchomieniu. Niedosyt tonów wysokich. Pierwsza myśl spalone głośniki wysokotonowe. Po pokręceniu potencjometrami regulującymi tony średnie i wysokie okazało się, że w pierwszej kolejności to one są przyczyną. Zużyte ścieżki, przerwy w przewodzeniu.
• Po otwarciu. Zwrotnica zbudowana na kondensatorach elektrolitycznych. Po 50 latach elektrolit mógł wyschnąć, a parametry być dalekimi od pierwotnych. Nie było sensu nawet ich sprawdzać. 
  

Plan działania:

• Wymiana kondensatorów na współczesne audio. Uważam, że stare kondensatory bez względu na rodzaj zawsze warto wymienić na nowe. Nowe kondensatory to widoczne niżej duńskiej produkcji "Jantzen CROSS-CAP". Nie polecam żadnej firmy po prostu od tej firmy zacząłem i tak leci do dziś. Zwykle używam oczko lepszych, ale te akurat miały w szeregu wartości: 0,47μF oraz 16μF. Brakujący kondensator 2,8μF został złożony z 2,7μF oraz 0,1μF.
• Ominięcie potencjometrów regulujących tony średnie i wysokie. Po 50 latach działają tak sobie, a miejscami nie łączą wcale. Można je ratować gorszymi lub lepszymi preparatami typu "Kontakt", ale i tak nie będę z nich korzystał tym bardziej, że są umiejscowione mało wygodnie na tylnej ścianie kolumny. Postanowiłem je "ominąć". Czy ich parametry (minimalna rezystancja) były uwzględniane przy projektowaniu zwrotnicy? Myślę, że nie.
• Pozostawienie fabrycznych cewek rdzeniowych (nawiniętych drutem przyzwoitej grubości). Wymiana na cewki powietrzne o takiej samej rezystancji byłaby przerostem formy nad treścią. Kolumny nie będą służyły do napędzania dyskoteki.
  
• Pozostawienie starych wymienionych elementów w środku kolumny gdyby ktoś kiedyś chciał wrócić do oryginału.  
  

Kondensatory Jantzen CROSS-CAP

Powiązane:

1. Kolumny AKAI SW-155 schemat zwrotnicy
2. Kolumny AKAI SW-155. Piękno klasyki audio vintage i kabuki
3. AKAI SW-155 odświeżenie zwrotnicy
4. AKAI SW- 155 pomiar modułu impedancji

Szerokopasmowy zestaw głośnikowy w dwóch wariantach

Kolumny szerokopasmowe

Artykuł z epoki znaleziony w internecie. "Młody Technik" z kwietnia 1969. Warto przeczytać gdyż projekty zaskakują dojrzałością jednocześnie warto zwrócić uwagę na znaczenie słowa "szerokopasmowy". Nie oznacza ono tak jak dziś głośnika szerokopasmowego, ale zespół wielodrożny w dorozumieniu przenoszący szersze pasmo niż pojedynczy głośnik. W projektach wykorzystano głośniki: GD 30/10, GD 31-21/5, GDS 31-21/5, GD 18-13/2 oraz  GDW 6,5/1,5.

Niestety nie mam kontaktu z autorem. Mam nadzieję, że nie będzie miał nic przeciwko publikacji w innym przypadku tekst zostanie usunięty.

Szerokopasmowy zestaw głośnikowy

Szerokopasmowy zestaw głośnikowy

 

Szerokopasmowy zestaw głośnikowy

Szerokopasmowy zestaw głośnikowy

Projekt GDN 16/10 i dwa razy GDW 6,5/1,5

Kolumny głośnikowe zestaw stereo

Artykuł z epoki znaleziony w internecie. "Młody Technik" z sierpnia 1973. Warto przeczytać jak projektowano kolumny. W zestawie zastosowano głośnik GDN 16/10 oraz parę GDW 6,5/1,5. Filtracja kondensatorem 5 μF.

Niestety nie mam kontaktu z autorem. Mam nadzieję, że nie będzie miał nic przeciwko publikacji w innym przypadku tekst zostanie usunięty.

Kolumny głośnikowe do zestawu stereofonicznego

 

Kolumny głośnikowe do zestawu stereofonicznego

 

Kolumny głośnikowe do zestawu stereofonicznego

2. Kolumny AKAI SW-155. Piękno klasyki audio vintage i kabuki

AKAI SW-155

Japońskie kolumny produkowane w latach 1974-1975 o impedancji 8 omów i mocy 50 wat. Układ czterodrożny z czterema głośnikami. Niskotonowy 12 cali, średniotonowy 5 cali i dwa wysokotonowe: 2,5 cala papierowy oraz 2 cale tubowy. Pasmo przenoszenia 25Hz do 21kH. Wymiary 406 x 640 x 300mm. Waga 17,6kg.

YouTube: SONY STR-V6 & AKAI SW-155

To co urzeka

Największą siłą modelu jest piękny dwuczęściowy kratowy grill. Jak to się mówi: "teraz już takich nie robią". Składa się z ciemnego wkładu kratowego i panelu pokrytego jaśniejszą tkaniną. Oba elementy kontrastują ze sobą. Kombinacja pozostawia odsłonięte krawędzie, aby wyświetlić ścieżkę tkaniny wokół kraty. Co ciekawe wkład nie jest wykonany z plastiku jak np. w Kenwoodach serii KL, ale z misternie rzeźbionego drewna. Wzór kojarzy się z Pałacem Nasrydów w Grenadzie czy też Pałacem Wiatrów w Dźajpurze. Całość dopełnia znaczek firmowy w dolnej części oraz lakierowany fornir na reszcie obudowy z wyjątkiem tyłu.

Po zdjęciu maskownicy już takiego przepychu nie ma. Najpiękniejszy element stanowi świecący po oczach w mandarynkowym kolorze 30 centymetrowy papierowy stożkowy głośnik niskotonowy o "wiecznym" materiałowym zawieszeniu. Głośnik średniotonowy zdobi srebrna osłona przeciwpyłowa natomiast ciekawostką jest sposób zamontowania głośników wysokotonowych. Na gumowe kołki. Czysta forma bez uwidaczniania na zewnątrz śrub. Warto to wszystko sobie obejrzeć. Minus to brak wykończenia przodu fornirem. Tylko kto będzie chciał zdejmować tak piękne maskownice?

Skrzynia z wyjątkiem tylnej ścianki została wykonana ze sklejki dodatkowo wzmocnionej poprzeczkami zwiększającymi sztywność całej konstrukcji. Żadnej dominacji płyty wiórowej jak w produktach Tonsila. Mimo skromnego wytłumienia obudowa przy rozsądnych poziomach głośności odwdzięcza się brakiem dudnienia. Narzekać można na zbyt cienkie ścianki w szczególności na tyle - 10mm płyty wiórowej wzmacnionej listwami ze sklejki.

Kolumny kabuki

Żargonowy termin "kabuki" odnosi się do części japońskich kolumn produkowanych w latach 60 i 70 ubiegłego wieku, które charakteryzował dobry wygląd, duża liczba głośników oraz słuszny rozmiar i waga. Od strony marketingowej kierowano się spostrzeżeniem - klient kupuje oczami. Dla niego zwykle lepszy wygląd w tym większa liczba głośników równa się lepsze kolumny.

Po rozkręceniu kolumn tak dobrze może już nie być. Wielki głośnik niskotonowy może mieć mały magnes, ścianki mogą być dużo cieńsze niż sugeruje wygląd zewnętrzny, a zwrotnica może być zbudowana z przeciętnych elementów. Polskiego bardzo dalekiego krewnego kolumn "kabuki" można się dopatrywać w tonsilowskich "Altusach" z najpopularniejszej serii: 75, 110 oraz 140.

Tłem dla japońskiej produkcji kolumn "kabuki" była wojna w Wietnamie. Amerykańscy żołnierze nabywali je dla umilenia sobie czasu na miejscu lub wysłali do domu. Jak można przeczytać we wspomnieniach armia finansowała żołnierzom przesyłanie paczek do USA do pewnego rozmiaru i wagi. Wiedząc o tym japońscy producenci starali się część modeli wpasować we wspomniane ograniczenia.

Termin "głośniki Kabuki" wylansował na forum "Audiokarma" użytkownik o pseudonimie "DonMcR": „Głośniki Kabuki zostały zaprojektowane tak, aby były tanie i kładły nacisk na marketing wizualny ponad inżynierię akustyczną. Generalnie charakteryzowały się 15-calowymi lub większymi głośnikami niskotonowymi, zwrotnicami 4 i 5 drożnymi oraz 6 do 10 głośnikami upchniętymi w śmiesznie małe pudełko, które rzadko ważyło więcej niż 50 funtów.".

Powiązane:

1. Kolumny AKAI SW-155 schemat zwrotnicy
2. Kolumny AKAI SW-155. Piękno klasyki audio vintage i kabuki
3. AKAI SW-155 odświeżenie zwrotnicy
4. AKAI SW- 155 pomiar modułu impedancji

 

1. Kolumny AKAI SW-155 schemat zwrotnicy

Zwrotnica AKAI SW-155

Kolumny AKAI SW-155 to czterodrożna jednostka o czterech głośnikach i mocy 50W. Jak widać na schemacie niżej zwrotnica składa się z czterech filtrów. W gałęziach niskotonowej i średniotonowej o nachyleniu 6dB/oktawę. W torze wysokotonowym 12dB/oktawę. Głośnik średniotonowy, podobnie jak to miało miejsce w Altusach Tonsila jest podłączony odwrotnie. Dodatkowo tony średnie i wysokie można regulować potencjometrami umieszczonymi na tylnej ściance kolumn.

Schemat zwrotnicy kolumn AKAI SW-155

Akai SW-155 regulacja tonów średnich i wysokich

Użyte w zwrotnicy komponenty

Do zbudowania zwrotnic użyto rdzeniowych cewek i elektrolitycznych kondensatorów czyli elementów niższej jakości niż te, które stosował w tamtym okresie Tonsil w swoich produktach - cewki powietrzne, kondensatory foliowe. 

Wartości odczytane z podzespołów:

• tor niskotonowy - cewka 1mH,
• tor średniotonowy - kondensator 16µF na napięcie pracy 30V,
  
• tor wysokotonowy - kondensator 2,8µF na 30V i cewka 0,35mH,
  
• tor superwysokotonowy - tor wysokotonowy i kondensator 0,47µF na 30V.

Zwrotnica AKAI SW-155

Podział pasma 

Kolumny produkowane były w latach 1973-74. Podział pasma na 1200, 5000 i 15000Hz. W tamtym okresie technika pomiarowa nie była jeszcze rozwinięta. Używając internetowego kalkulatora można przypuścić, że elementy dobierano bardziej teoretycznie niż praktycznie.

Zwrotnica 6dB/ktawę podział na 1200Hz

Być może grafika wyżej wyjaśnia dlaczego w AKAI SW-155 dla 12 calowego (30cm) głośnika niskotonowego użyto tak małej cewki dla podziału na poziomie 1200Hz. Dla porównania Tonsil w najpopularniejszej serii kolumn Altus dla tej samej częstotliwości stosował 2,4mH.

Zwrotnica 12dB/oktawę podział na 5000Hz

W torze wysokotonowym również filtr rzeczywisty zgodny jest z teoretycznym. 

Zastosowane głośniki

Wszystkie marki Akai. Tu ciekawostką jest zastosowanie 6 omowego 25 watowego głośnika niskotonowego. Być może odpowiedz jest banalnie prosta: głośnik 6 omowy jest tańszy w produkcji niż 8 omowy, a przy tym gra głośniej. Impedancję kolumn producent oznaczył jako 8 omów. Wszystkie pozostałe głośniki są 8 omowe:

• niskotonowy - model Akai 30S-45A
  
• średniotonowy - 3 waty, model Akai 12M-45
• wysokotonowy tubowy - model Akai HT-45
• wysokotonowy stożkowy - model Akai CT-45A 
  

Głośnik niskotonowy AKAI 30S-45A

Parametry techniczne AKAI SW-155

Powiązane:

1. Kolumny AKAI SW-155 schemat zwrotnicy
2. Kolumny AKAI SW-155. Piękno klasyki audio vintage i kabuki
3. AKAI SW-155 odświeżenie zwrotnicy
4. AKAI SW- 155 pomiar modułu impedancji

Jak zaprojektować zwrotnicę głośnikową?

Poprzednie wpisy w temacie:
Zwrotnica dwudrożna 18db na oktawę. Tonsil ZG15C, GDN 16/10 i GDW 9/60
Czy zwrotnica uniwersalna to dobry wybór?
Jak zwrotnica głośnikowa dzieli pasmo akustyczne?

Jak zaprojektować zwrotnicę?

Co zrobić gdy nie ma się pojęcia o projektowaniu zwrotnic i nie dysponuje żadnym sprzętem pomiarowym? W internecie i literaturze można przeczytać, że bezpiecznym w takim przypadku rozwiązaniem będzie skorzystanie ze zwrotnicy trzeciego rzędu, która jest mniej wrażliwa na parametry głośników czyli przyjmując podział na 4kHz można się spodziewać, że rzeczywisty podział nie będzie zbyt odległy od zakładanego.

Z uwagi na konieczność użycia większej liczby elementów (6) niż w przypadku zwrotnicy drugiego (4) lub pierwszego rzędu (2) minusem rozwiązania są wyższe koszty. Zwrotnica trzeciego stopnia jest wrażliwa na parametry elementów. Nie należy ich zmieniać, a to oznacza, że o ile cewki indukcyjne można kupić o dowolnej wartości to w przypadku kondensatorów aby uzyskać pożądaną wartość może zaistnieć potrzeba ich łączenia co jeszcze bardziej zwiększy koszty i rozmiary zwrotnicy.

Głośnik GDN 16/10 wykazuje podbicie w okolicach 5kHz natomiast wg zaleceń producenta głośnika GDW 9/60  nie należy ciąć poniżej 3kHz co oznacza, że wybór częstotliwości podziału na poziomie 4kHz jest dobrym kompromisem. Jednocześnie obliczone kalkulatorem wartości kondensatorów są bliskie typoszeregu i można zastosować 3,3μF, 6,7μF oraz 10μF ograniczając koszty.

W przypadku kiedy potrzebujemy wyższej częstotliwości podziału dobrym wyborem będzie 4800Hz. Uzyskane wartości kondensatorów są bliskie:  2,7μF, 5,6μF oraz 8,2μF. Podział na 4800Hz jest zalecaną częstotliwością dla aktualnie produkowanych głośników kopułkowych Tonsila jak np. GDWK 10/80/19 czy GDWK 10/80/26. Tak wysoka częstotliwość podziału wskazuje, że są to głośniki przewidziane do stosowania w zespołach trójdrożnych i w dwudrożnych mogą wykazywać deficyty. 

Zwrotnica dwudrożna podział 4800Hz

Głośnik i stromość zbocza podziału

Do tej pory mówiliśmy o zwrotnicy 18db/oktawę czyli takiej, po zastosowaniu której głośnik w odległości jednej oktawy od pasma podziału przestaje być zauważalnie słyszalny. Dla porównania przeanalizujmy użycie zwrotnicy pierwszego stopnia o spadku 6db/oktawę. W jakich punktach widma dźwiękowego obie zwrotnice zrównają się ze sobą dla przyjętego podziału na 4000Hz? Prześledźmy:

• głośnik wysokotonowy zagra 6db ciszej na poziomie 2000Hz, 12db ciszej na poziomie 1000Hz i 18db ciszej dopiero na poziomie 500Hz
• głośnik niskotonowy zagra 6db ciszej na poziomie 8000Hz, 12db ciszej na poziomie 16000Hz i 18db ciszej dopiero na poziomie 32kHz
  

W praktyce żaden z wymienionych głośników nie ma tak szerokiego pasma pracy w tym pasma pracy poprawnej.

Częstotliwość rezonansowa głośnika wysokotonowego GDW 9/60 deklarowana przez producenta to 1500Hz. Zgodnie ze sztuką konstruktorską rozpowszechnianą w wielu źródłach częstotliwość podziału dla głośnika wysokotonowego nie powinna być niższa niż oktawa powyżej częstotliwości rezonansowej przy założeniu, że jest to filtr minimum drugiego stopnia 12db/oktawę. Rzeczywiście dla tego głośnika producent zaleca wartość podziału nie niższą niż 3kHz. Stosując filtr pierwszego stopnia 6db/oktawę minimalną wartością będzie 6kHz. W przypadku filtracji pierwszym stopniem producent zwykle stosował kondensator 2,2μF.

Głośnik GDN 16/10 nie jest już produkowany, a jego parametry znane są jedynie z internetowych "opowieści", które mówią, że pracuje on poprawnie do okolic 5kHz gdzie pojawia się podbicie, a dalej szybki spadek sprawności. "Cięcie" na poziomie 2,5kHz nie jest możliwe z uwagi na parametry zastosowanego głośnika wysokotonowego. Z kolei na poziomie 8000Hz raczej nie będzie już pracował z powodu własnych ograniczeń mechanicznych.

Na tym prostym przykładzie zwrotnicy dwudrożnej widać dobrze jak wielkim ograniczeniom poddawani są producenci nawet najlepszych zestawów głośnikowych. Podsumowując z punktu widzenia ekonomiki można użyć lepszych głośników (droższych) i mniej skomplikowanej zwrotnicy (tańszej) lub odwrotnie natomiast po tanich głośnikach i taniej zwrotnicy nie należy się spodziewać dobrego dźwięku.

Wniosek jaki płynie dla konstruktora to zachowanie rozsądnej proporcji pomiędzy kosztami użytych głośników, elementów zwrotnicy i obudowy. Pozwoli to uzyskać najlepszy dźwięk przy najmniejszych kosztach. Czy powinno to być po 1/3? Nie wiem, ale prawdopodobnie w tej okolicy.

 

Jak zwrotnica głośnikowa dzieli pasmo akustyczne?

Poprzednie wpisy w temacie:
Zwrotnica dwudrożna 18db na oktawę. Tonsil ZG15C, GDN 16/10 i GDW 9/60
Czy zwrotnica uniwersalna to dobry wybór?

Jak zwrotnica dzieli pasmo?

Oczywiście zwrotnica nie dzieli pasma akustycznego "jak nożem". W przypadku omawianej zwrotnicy 18db/oktawę i podziału na 4000Hz należy to rozumieć w ten sposób:

• głośnik wysokotonowy będzie grał na poziomie 2000Hz (oktawę niżej) o 18 decybeli ciszej
• głośnik niskotonowy będzie grał na poziomie 8000Hz (oktawę wyżej) o 18 decybeli ciszej

Oktawa niżej oznacza dźwięk o połowę niższy (4000/2=2000), a oktawa wyżej oznacza dźwięk dwa razy wyższy (4000*2=8000). Poziom natężenia dźwięku mierzony jest w decybelach. Jest to skala logarytmiczna gdzie dwa razy większe natężenie oznacza wzrost o 3 decybele. W odniesieniu do wzmacniacza mocy musi on dostarczyć do kolumn dwa razy większą moc aby uzyskać wzrost natężenia dźwięku o 3 decybele. Uzyskanie wzrostu o 10 decybeli wymaga już 10 razy większej mocy.

Wzmacniacze vintage miały małą moc stąd starano się produkować zestawy głośnikowe o jak największej sprawności zwykle przekraczającej 90 decybeli. Dziś moc wzmacniaczy przestała być krytycznym ograniczeniem stąd producenci najczęściej oferują kolumny o sprawności poniżej 90db. Stosują w nich małe głośniki niskotonowe charakteryzujące się gorszą sprawnością. W ten sposób mogą zredukować wymiary kolumn. Finalnie spada cena zestawu dla konsumenta.

Kolejne wpisy w temacie:
Jak zaprojektować zwrotnicę głośnikową?

Czy zwrotnica uniwersalna to dobry wybór?

Poprzedni wpis w temacie:
Zwrotnica dwudrożna 18db na oktawę. Tonsil ZG15C, GDN 16/10 i GDW 9/60

Zwrotnica uniwersalna

W internecie można napotkać wiele negatywnych opinii na temat projektowania zwrotnic przy pomocy internetowych kalkulatorów czy budowania kolumn głośnikowych z użyciem dostępnych w handlu "zwrotnic uniwersalnych". Zapewne jest w tym sporo racji i nie należy tego robić bez zgłębienia podstaw elektroakustyki. 

W przypadku zwrotnicy co najmniej należy dobrać pasmo podziału do charakterystyk użytych głośników. Każdy głośnik pracuje dobrze tylko w pewnym zakresie częstotliwości i tak należy dobierać głośniki aby obszary "dobrej pracy" zachodziły na siebie. W miejscu "zachodzenia" dokonujemy "cięcia" zwrotnicą. Przez obszar "dobrej pracy" głośnika należy rozumieć zakres względnie  płaskiej charakterystyki częstotliwościowej. Można go odczytać z wykresu o ile jest rzetelny i udostępniony przez producenta. Z reguły głośniki pracują gorzej na krańcach przenoszonego pasma.

Charakterystyka częstotliwościowa głośnika Tonsil GDW 9/60

Jak widać wyżej na przykładzie głośnika Tonsil GDW 9/60 początek wykresu nie wygląda dobrze. Odchylenia sięgają 10db. Obszar względniej płaskiej charakterystyki (z lekkim spadkiem) rozciąga się od dwóch i pół do siedmiu kHz. Dalej charakterystyka przechodzi znów w poszarpaną. Zalecana przez producenta częstotliwość podziału nie powinna być niższa niż 3kHz. Częstotliwość rezonansowa deklarowana przez producenta to 1500Hz.

Powyższy wykres przedstawia najpopularniejszy rodzaj pomiaru stosowany przez producentów czyli wykonany w osi głośnika. Niektórzy producenci prezentują na jednym wykresie dodatkowo charakterystyki poza osią. Wtedy można zobaczyć jak dramatycznie słabe charakterystyki kątowe mają głośniki wysokotonowe w tym nawet te bardzo drogie.

Charakterystyki kątowe: 0, 30 i 60 stopni

Oczywiście nie ma żadnej gwarancji, że "zwrotnica uniwersalna" dobrana jak wyżej, ale bez kompleksowej znajomości parametrów pracy głośników oraz zmierzenia wpływu obudowy i elementów zwrotnicy na działanie całego zespołu głośnikowego  poprawnie spełni stawiane przed nią zadania. W najgorszym przypadku może dojść do uszkodzenia wzmacniacza z powodu spadku impedancji kolumn poniżej wartości krytycznej dla wzmacniacza.

Wniosek dla konstruktora amatora: jeżeli charakterystyki częstotliwościowe posiadanych głośników wskazują na podział na 4kHz to zakup "zwrotnicy uniwersalnej" dzielącej pasmo na poziomie 3kHz nie będzie dobrym wyborem. W przypadku nieznajomości przebiegu charakterystyk lub braku informacji od producenta o zalecanych częstotliwościach podziału traci sens dobieranie zwrotnicy do głośników. Trzeba poszukać lepiej opisanych przetworników.

 

Kolejne wpisy w temacie:

Jak zwrotnica głośnikowa dzieli pasmo akustyczne?

Zwrotnica dwudrożna 18db na oktawę. Tonsil ZG15C, GDN 16/10 i GDW 9/60

Zwrotnica z kalkulatora

W książce Tomasza Łyska "Wprowadzenie do projektowania układów zwrotnic zestawów głośnikowych poradnik praktyczny" wydanie 2020 na stronie 113 znajduje się schemat ideowy dwudrożnego monitora studyjnego zbudowanego z wykorzystaniem obudowy od kolumn marki Tonsil ZG-15C oraz ośmioomowych głośników Tonsila GDN 16/10 i GDW 9/60.

Zaprojektowana przez autora zwrotnica dwudrożna trzeciego stopnia czyli o nachyleniu 18db na oktawę oprócz filtrów górno i dolnoprzepustowego zawiera obwody kompensacyjne Zobla oraz dzielnik oporowy wyrównujący efektywność głośnika wysokotonowego. Częstotliwość podziału zwrotnicy została ustalona na 4000Hz.      

Przez przypadek podstawiając dane do internetowego kalkulatora zwrotnic odkryłem, że zaproponowane przez autora filtry zgodne są z teoretycznymi wyliczeniami internetowego kalkulatora czyli prawdopodobnie nie są wynikiem specjalistycznych pomiarów. Złożenie dwóch lub większej liczby filtrów określa się terminem "zwrotnicy głośnikowej".

Zwrotnica dwudrożna trzeciego stopnia 18db/oktawę

W poszukiwaniu zwrotnicy dla GDN 16/10

Publikacja zainteresowała mnie między innymi z powodu wykorzystania głośnika GDN 16/10 w projekcie zwrotnicy. Jest to polski produkt marki Tonsil z początku lat siedemdziesiątych. Kosz odlewany z aluminium, zawieszenie z gumy butylowej, a materiał pokaźnego magnesu to stop alnico. 

Mimo upływu 50 lat niewielki szesnastocentymetrowy głośnik nadal przyjemnie brzmi miękkim i ciepłym basem. Produkowany był w wersji 8 i 15 omów, a magnes był skręcany 3 lub 4 śrubami. Inspirująca dyskusja na Elektrodzie: Najtańsze i najlepsze retro - Tonsil GDN 16/10 i GDW 6.5.

Tonsil GDN 16/10 wersje skręcane 4 lub 3 śrubami

Kolejne wpisy w temacie:
Czy zwrotnica uniwersalna to dobry wybór?