Проект "Квинта". Настоящий Bi-Amping. Усилители, фильтры и АС с чертежами и подробностями

Статья рассказывает о практической реализации активных двухполосных акустических систем с активными же разделительными фильтрами и раскрывает некоторые моменты правильного конструктива и разводки «земли».

↑ Предыстория

Не хочу утомлять читателя длинными вступлениями. Скажу просто, что некий неизвестный мне «самоделкин» очень почтенного возраста оставил после себя в наследство потомкам сделанные им когда-то колонки. По стечению различных обстоятельств они оказались у меня.
Сколочены они были просто, из советского ДСП 16 мм, прямо гвоздями, все швы промазаны пластилином, высотой колонки по 1 метру, внутри разбиты на два изолированных объёма с фазоинверторами, в каждом из них трудился один басовик 35 ГДН-1-4. Колонки 2-х полосные, в качестве СЧ-ВЧ динамиков применялись по два динамика 2ГД-40 (3ГДШ-2-8 по-новому) - овальные такие, в телевизорах раньше стояли, разделительными фильтрами служили только конденсаторы на 4 мкф, т. е. басовик ничем не резался.

В общем-то восторга эти колонки у меня не вызвали, диффузоры 2ГД-40 были порваны, внутри колонок никакого звукопоглотителя. Думал, разве что 4 басовика мне пригодятся для чего-нибудь. Включил, послушал. Не понравилось, что при хорошей громкости они прямо кричат, режут слух, хотя мощность ещё не приближается к номинальной, АЧХ 2ГД-40, наверное, вся в резонансных пиках, да и всё-таки дырки в диффузорах сказываются.

Как водится, разные поделки у радиолюбителей не задерживаются, сделанное раньше разошлось, что-куда, по знакомым. Поэтому пришлось какое-то время слушать эти колонки на небольшой громкости. Я стал обращать внимание, что звук-то мне на самом деле нравится, он довольно живой, очень хорошо передаётся голос, т. е. среднечастотный диапазон. После появления на горизонте очередных S-90 для реставрации и при переключении на них, я чётко уловил, что не ошибся, голос у девяностых явно хуже. Призадумался.

Я давно знаю, что многие согласны с важностью среднечастотного диапазона, с тем, что у советских флагманов ощутимые проблемы с этим, что меняют 15ГД-11А на 5ГДШ-4 и в восторге. Но я никак не мог раздобыть таких, поэтому долгое время считал, что только импорт может помочь. Довольствовался, как я думал, удачными попытками переделок фильтров и доработок 15ГД-11.

Естественно после этого началась беготня и по-возможности беспристрастное изучение овальных малышей со всех сторон. Ну и, как бывает, друг давно просил собрать ему что-нибудь эдакое и готов был стать спонсором для покупки материалов и экспериментов. А что? Давай...

↑ На этот раз всё будет по-взрослому!

Решил не делать что-то наобум или просто повторяя готовое, а экспериментально обкатывать каждое решение.
Для начала, конечно, нужно было определиться, действительно ли 2ГД-40 заслуживает внимания, как достойный среднечастотник, поэтому пошли сравнительные прослушивания в т.ч. слепые, колонки возились к хорошим знакомым с системами на импорте, мнение было единодушным, «дедушкины» колонки очень не плохо поют, есть потенциал, если как-то приглушить кое-какие недостатки.



Друг, которому собирал, в слепом тесте абсолютно уверенно угадывал, когда играет S-90, а когда «дедушка». Ну я, естественно, ему сначала не говорил ничего, он сказал, что вот те, которые играют в этот момент явно лучше передают голос и многие инструменты, спросил какие играют, выяснилось, что это «дедушка»!
Далее во всех попытках он чётко называл колонки, которые играют в данный момент. Было уверенно определено, что слушать колонки с «овальчиками» ощутимо комфортнее. Хотя по правде сказать всё это уже было ясно и без «слепых заморочек», разница более чем уверенная.

↑ А действительно ли среднечастотник достойный?

Ну если 15ГД-11 называют среднечастотником, то да, более чем достойный. Но как быть с недостатками, крикливостью, например? Много литературы было перерыто.
Сразу скажу, проблема решена, уверен не идеально, но вполне удовлетворительно и чётко ощутимо на слух. Крикливость практически исчезла. Какие-то резонансы, наверное, можно ощутить лишь на громкости, которая сама по себе уже слишком большая.
Решение в акустическом и механическом демпфировании с помощью тщательной заклейки окон диффузородержателя и промазывании гофра диффузора демпферным составом. Изобретение не моё. Подобные вещи используются часто. Подробнее об этом чуть позже.

↑ Двухполоска или трёхполоска?

Ну да, я ведь говорил, что колонки двухполосные и называю 2ГД-40 среднечастотниками, а как же быть с «пищалками»? Прослушивание ни разу не натолкнуло на мысль, что «овальчикам» требуется что-то сверху, но паспорт указывает на довольно скромный для ВЧ (высоких частот) диапазон — до 14 кГц. По науке маловато, нас учили, что «цык-цык» должен быть до 20 кГц, только в таком случае колонки можно называть хорошими.
Правда тестирование явно показало, что у тех же S-90 «цикалок» больше. Но, есть большое и удивительное для меня НО! Все слушатели сказали, что если выбирать, то лучше колонки с «овальчиками», в целом они всё равно приятнее и меньшие ВЧ на практике совершенно не ощущаются как недостаток.
Кажется не то, чтобы их прямо меньше было, просто немного ниже, но очень звонко и довольно натурально. Более того, если слушать без сравнения в лоб, совершенно не догадаешься, что диапазон сверху подрезан. Некоторые люди, конечно, будут чувствовать, но я заметил, что у многих диапазон слуха не доходит до тех заветных 20 кГц. Думаю, зачем усложнять, когда и так в реале слушать хорошо? Ведь разделительные фильтры и согласование полос — то ещё искусство... Решено - двухполоска.

↑ Чем будем подпирать «овальчик» снизу?

35ГДН-1-4 (можно и 8-ми омный), а что? Неплохой басовик. Бесплатный! В некоторых публикациях предлагалось в колонках, содержащих этот НЧ (низкочастотный) динамик, работающий в паре с 15ГД11, удалять среднечастотник и превращать колонку в двухполоску, потому что будучи басовиком, этот динамик в принципе воспроизводит средние частоты не хуже (!), чем названный партнёр, а в некоторых промышленных двухполосках он работал аж до 5 кГц, что конечно не хорошо.

Но у нас должно быть всё отлично, так высоко ему работать не нужно будет, т. к. у нас нормальный широкополосный динамик сверху, но при этом и не нужно будет слишком сильно занижать частоту раздела, что позволит подальше отойти от резонанса 2ГД-40, что в свою очередь тоже полезно.

Итак, эта пара динамиков позволяет найти неплохой компромисс. Хорошо согласуются и по мощности, т. к. хоть мощность 2ГД-40 и не очень высокая, он гораздо чувствительней, его всё равно придётся давить. Так что возможности обоих динамиков по мощности будут использоваться вполне адекватно.

↑ Какой будет ящик, объём, параметры фазоинвертора?

Непривычно для себя я отказался от помощи разного рода программ. Решил пойти экспериментальным путём. Идеально просчитанная конструкция для конкретного одного динамика — это конечно же супер. Но иногда приходится соглашаться с тем, что лучшее — враг хорошего. Труд приносит больше радости, когда от него больше пользы другим. Поэтому конечно же хотелось, чтобы конструкция была более-менее повторяемая, нужно что-то средне-универсальное.

По разным источникам с учётом немалого разброса параметров было установлено, что средний оптимальный объём для 35 ГДН (25ГД-26 по-старому) лежит в районе 26-30 литров. Был сколочен экспериментальный ящик, поигрался объёмом, послушал. Теория и опыт других не врут, так мне показалось.

Фазоинвертор изготовлен телескопическим из ватмана, чтобы легко можно было менять длину, настраивался по колебаниям диффузора с помощью генератора резонансных частот и на слух (в списке литературы будет указан источник с описанием методики). Выбрано такое сечение трубы, чтобы воздух не создавал шума, ну в общем по науке. Тут же было проведено сравнение «по басам» с 50АС-106 и 25АС-109 (родственники по динамикам), полёт отличный, может и субъективно, но кажется промышленные ящики всё-таки не совсем оптимальны.

Также было проверено то, во что я раньше свято верил (можете убедиться по предыдущей статье о переделке 50АС-106): чем толще стенки ящика и чем он тяжелее, тем лучше. Как-то полюбил я слепой тест. В общем сразу к выводам: толщина стенки из МДФ в 16 мм является нормальной для данной конкретной конструкции, наращивание толщины, как я делал в прошлый раз, чего-то разительного на слух не даёт.

Зато укрепилось мнение о важности жёсткости, т. е. лучше идти не по пути утолщения и утяжеления, а по пути оптимального применения распорок и рёбер жёсткости в нужных местах.

Итак, ящик-фазоинвертор внутренним свободным объёмом для НЧ-динамика примерно 30 литров. Параллельно продумывалась общая концепция и дизайн, хотелось законченной конструкции.

↑ Как быть с разделительными фильтрами?

Каждый радиолюбитель стремится развиваться, поэтому много читает. Я тоже много читал... Книги, учебники, научные исследования некоторых фирм, статьи из Сети. Интермодуляция, несовершенство пассивных фильтров, напряг широкополосного усилителя и т. д. И т. п. Да и вообще, делал я уже сто раз пассивные фильтры, а активные ни разу. В общем решено: быть би-ампингу!

Ну наконец-то, картинки!
Вот она — общая концепция дизайна:

На этот раз подумал, что не плохо бы придумать название и логотип на колонки, ведь мы хотим по-взрослому.

↑ Чертежи, схемы, сборка

Ящик:


Как я и писал, ящик из МДФ 16 мм. МДФ выбрал, потому что качественную ровную и не гнутую фанеру сейчас трудно достать, а ДСП хоть и дешевле, но сыпется, ровные кромки легко повредить. МДФ к тому же легче обрабатывается. Как видно на чертежах, все стенки имеют рёбра жёсткости и по центру ящика есть распорка, выполненная воедино с боковыми, верхним и нижним рёбрами жёсткости, как рамка.

Такая конструкция, как показало прослушивание, хороша для низких частот. Результат такой же, как прошлый раз с метровыми 50-килограммовыми ящиками, только проще и дешевле. Совершенно нет бубнения, а также гудежа от фазоинвертора. Он выполнен снова в виде прямоугольника, просто пересчитал сечение получившейся при экспериментах трубы. Почему-то мне не нравятся круглые пластмассовые трубы в АС, кажется, что проще выполнять фазоинвертор в единой конструкции с ящиком. Может оказаться полезным перед изготовлением фазоинвертора проверить его настройку для конкретного динамика с помощью упоминавшейся методики. Я сделал одинаковые для обоих динамиков, особо не зацикливался, вроде всё хорошо.

↑ Функциональная схема активной части

Надеюсь схема вполне наглядна.

↑ Предварительный усилитель с блоком тембров

Тут нужно сделать ремарку. Все блоки собраны на отдельных платах и пронумерованы на схемах (Блок 1, Блок 2 и т. д.).
В конце будет дана схема соединений между блоками, в которых нумерация блоков будет соответствовать этой и приводимым далее схемам.

Приведённая схема с разработанной под неё платой является полным универсальным предварительным усилителем, к которому может подключаться любой мостовой пассивный регулятор тембра (а может и не подключаться) и включает в себя большой набор функций: регулировка баланса, приглушение звука на 20 дб кнопкой, оперативное отключение регуляторов тембра.
Я не стал использовать эти функции в данных колонках, но и плату со схемой переделывать не стал, просто не запаял «лишние» детали и куда надо поставил перемычки. Тут полная свобода действий, нумерация деталей на платах соответствует нумерации на схемах, так же как и нумерация контактов, всё проверено, легко разобраться.

ОУ могут быть практически любые, например TL072. Я применил OP275, малошумящие, при их использовании лучше использовать конденсаторы на 8,2 пф, которые на схеме пунктиром подключены к резисторам обратной связи. Резисторы R33, R35 применяются в качестве защиты от КЗ или большой ёмкостной нагрузки, если данный ПУ будет использован как самостоятельная конструкция. В данном случае они не нужны.
Делители R19, R20 и R15, R16 нужны только в случае использования функции «линейная АЧХ», чтобы при отключении регулятора тембра резко не поднималась громкость. Также и резисторы R6, R7, R9, R10 в нашем случае не нужны.

↑ Активный фильтр

Фильтр 3-го порядка. Частота раздела выбрана около 800 Гц, чтобы, как я уже писал, на пару-тройку октав отойти от резонансной частоты СЧ-ВЧ (средне-высокочастотного) динамика и не давать слишком высоко работать НЧ динамику. Подумалось, что это нормальный компромисс. Для расчётов активного фильтра я применил программку, любезно предоставленную всем желающим уважаемым Игорем (Аудиокиллер). Здесь резисторы R10 и R11 нужны только при использовании этого кроссовера как самостоятельной конструкции.

↑ Усилители мощности

Применил TDA2050, вполне нормальный вариант при правильной разводке. Хотелось по-началу что-нибудь дискретное, например мой любимый усилитель с параллельным повторителем. Но я как-то переболел перфекционизмом и не считаю теперь эту микросхему недостойной. Тем более, что она реально неплохо играет. Усилители одинаковые для обоих полос усиления. Делитель R1, R3 нужен для согласования динамиков по чувствительности, если им не требуется повышенное выходное сопротивление усилителя. В нашем случае этот делитель не нужен (подробности далее).

↑ Блок питания

Применены стандартные советские трансформаторы ТП30-2 (либо ТП30-8). Их мощности для питания одного стерео канала хватает вполне. Водились такие, например, в кассетных деках Вега МП-122С и ещё в каких-то аппаратах. Печатных плат для БП не разрабатывал, просто прорезал фольгу резаком где надо.

↑ Плата защиты динамиков

Стандартный узел защиты АС от постоянного напряжения и задержки подключения для любого стереофонического усилителя. Раньше применялся в промышленном усилителе ЛАСПИ-005. Работает замечательно. Я только добавил индикацию срабатывания реле и безаварийной работы. На плате оставлено место для разводки под любое реле, которое есть в наличии.
Резисторы R6, R9 подбираются экспериментально, в зависимости от типа светодиодов. Я использовал цепочки светодиодов. Всё это не принципиально. Этот узел применён больше для устранения каких-либо щелчков и «бумканий» при включении-выключении.

↑ Сетевой фильтр

Думаю это правило хорошего тона для законченной конструкции.

↑ Итак, приступим к сборке!

Заказал в цехе раскроя (эта услуга становится всё доступнее) распил МДФ. Готовые прямоугольные детали потом дорабатывал ручным фрезером. Но, если нет фрезера, всё можно упростить, изменить размеры деталей с учётом того, что четверть не выбирается. Соединить всё любым доступным способом. Главное — конструкция должна быть герметичной.





Собирал с помощью столярного ПВА.


На этих фото видно внутреннюю структуру ящика, распорки и ребро жёсткости на задней стенке. Задний выделенный отсек нужен для размещения сетевого фильтра, БП и усилителей мощности, а передний — для всего остального.


На этом фото видно, что объём для СЧ-ВЧ динамика изолирован склеенными в два слоя кусочками ДВП, образуя коробку, глухим этот отсек станет после наклеивания второй боковой стенки. Перед установкой динамика он будет набит ватой.


Перед приклеиванием второй боковой стенки разместил вату в марлевых мешках на глаз по объёму так, чтобы не загородить проход фазоинвертора. Заложил проволоку для протяжки необходимых проводов между отсеками, ящик ведь станет глухим и не разборным...




Склеил, отшпаклевал, отшлифовал, загрунтовал, покрасил переднюю часть, чтобы не просвечивала через будущий гриль. На одном из фото видно в днище ряд отверстий — это вентиляция для заднего отсека, там ведь будет трансформатор.





Рамка для гриля, крепится на шкантах диаметром 8 мм, которые вклеены в рамку, а в отверстия в ящике вставляются с трением. В магазине увидел штучки для наметки соосных отверстий в сочленяемых шкантами деталях. Предварительно насверлил глухие отверстия в рамке, вставил туда эти металлические штучки с шипами, приложил рамку к ящику, надавил и получил точную разметку.





Обтяжка тканью "стреч-вискоза". Всё стянул нитками, по краю прошёлся ПВА (сначала пробовал "Моментом", не очень удобно), после высыхания клея, поработал острым сегментным ножом. Вот и готово. В конце видно, что фото идут не в хронологическом порядке (ведь я, кажется, уже покрасил переднюю часть ящика, чтоб не просвечивало).


Ящики обклеил серой матовой плёнкой Oracal. Хорошая плёнка. Прикрутил ножки, купленные в радиотоварах. Хотя с шипами было бы лучше, решил, что когда-нибудь будут стойки для этих колонок и уже сами стойки будут развязаны от пола шипами.

↑ Задние панели

«Фрезеровку» делал перьевыми свёрлами подходящего диаметра. На панели главной колонки размещён второй сетевой разъём «мама» - это розетка для колонки правого канала, она ведь тоже с усилителем внутри. Третий разъём RCA — это выход с предварительного усилителя на вторую колонку. Радиаторы от магнитофонов "Комета-225", пришлось немного укоротить.

↑ Передние панели

В прямоугольные прорези сетевых индикаторов вставлены кусочки оргстекла — рассеиватели света. За ними располагается плата-полоска с чередующимися красными и синими светодиодами, которые управляются от платы защиты. Таким образом в момент включения колонок полоска сначала секунду-две светится красным (задержка подключения динамиков) и, если всё в порядке с постоянным напряжением на выходе усилителей, то реле подключает динамики и полоска меняет цвет с красного на синий.
Это также индикация аварии во время работы.

↑ Электронная начинка

Трансформаторы поместил в экраны, спаянные из профиля для гипсокартона. Да, трансформаторы «домотаны» на нужное напряжение и стянуты червячными хомутами. Не гудят совсем.
Сетевой выключатель — тумблер с чёрной пластмасской на конце. Понравилось такое решение, удобно включать-выключать, работает мягко.



Что-то не вошло в «ворклог», в пылу творчества, так сказать, забывал документировать. Например, в качестве регулятора громкости я использовал моторизированный переменный резистор с пультом из радиоконструктора.
Если кто-то захочет такой использовать в этой или любой другой конструкции, нужно иметь ввиду, что требуется отсоединить корпус переменного резистора и мотора от общего провода платы управления, иначе в тракт лезут слышимые ВЧ помехи при регулировке с пульта, а иногда и в покое, даже если питание идёт от отдельной обмотки трансформатора.




Думается, здесь всё понятно.

↑ Доработка динамика

Сами динамики у меня 3ГДШ-2-8 новые, я их купил в магазине радиотоваров, на витрине ничего не значилось. Просто спросил, есть ли таки, оказывается есть, дешёвые, да и ещё на моих экземплярах указано, что они 2008 года производства. Неужели их до сих пор производят и где-то применяют? В новых трамваях для трансляции? Так и не понял.

Для доработки нужно взять кусочек вот такого материала:

Это вибропоглотитель, используемый при акустической обработке кузовов автомобилей. Иногда его называют "Вибропласт", есть с надписями STP. Но это всё не принципиально, они все очень похожи.

Нам не нужен алюминиевый слой, нам нужна чёрная липкая масса. Это очень похоже на старый так называемый "Герлен", только тот был какой-то коричнево-сероватый, светлый. Это не суть. Всё работает. Нам ведь нужно демпфирование резонансов. Так вот, берём керосин и растворяем в нём эту чёрную массу.
Чтобы растворить, приходится повозиться, потолочь массу, растирать её в керосине, пока не получится жидкая кашица. Этот состав нужно нанести нетолсто с помощью тонкой кисточки через окна диффузородержателя с внутренней стороны на гофрированную часть диффузора по всему эллипсу. Точно так же и с лицевой стороны диффузора. Пусть высыхает.

Дальше нужно взять любой плотный материал, подобный войлоку. Я нашёл какой-то кусок искусственного материала, используемого при черновой обивке мебели. Очень похож на синеватый ватин, но плотнее. Вырезаем кусочки нужной формы и с помощью контактного клея «Момент», соблюдая технологию работы контактными клеями, заклеиваем окна диффузородержателя.

К сожалению не сделал фото этой операции, попробую словами: то окно, в котором размещена панелька с контактами я тоже заклеил полностью вместе с контактами, только сделал маленькие прорези, чтобы контакты как бы проткнули материал и торчали из него для подпайки проводов. После этой операции диффузор при надавливании на него должен начать немного «сопротивляться» и так же с некоторой «неохотой» возвращаться на место.

↑ Согласование динамиков по чувствительности

Чувствительность динамика 2ГД-40 на 6-8 дб выше чувствительности 35ГДН-1-4, значит на эту величину нужно ослабить уровень сигнала, подаваемый на СЧ-ВЧ динамик. Разница в сопротивлении динамиков (у 2ГД-40 оно 8 Ом) уже даёт нам ослабление на 3 дб, остаётся «додавить» около 5 дб.
Это можно сделать до усилителя мощности. Я так и сделал вначале, делитель поставил на вход усилителя. Но при изначальной отработке конструкции (ящики, динамики, частота раздела) я использовал пассивный разделительный фильтр, где чувствительность согласовывалась резистором, включённым последовательно. Так вот, при пробных запусках сразу же выяснилось, что звук не тот, не такой как при первых испытаниях с пассивным фильтром.

Неужели активное деление хуже? Не может быть! Стали разбираться. Что ещё изменилось, кроме того что мы убрали довольно несовершенный пассивный фильтр? Ну да, изменилось выходное сопротивление усилителя по отношению к динамику, ведь теперь нет и последовательного резистора!
А ну-ка попробуем убрать делитель со входа усилителя СЧ-ВЧ и вернём резистор последовательно динамику. О да, вот оно! Тот самый звук! Как оказалось, 2ГД-40 работает лучше от усилителя с повышенным выходным сопротивлением. Тут резистор как раз кстати. Резистор должен быть около 6 Ом. Естественно возникла мысль об ИТУНе (источник тока управляемый напряжением) для СЧ-ВЧ, но проверять я эту версию не стал, был доволен результатом так, что как-то лень стало. Поэтому ничего не могу сказать по поводу ИТУН.

К НЧ динамику претензий не возникло вообще, видать ИНУН (источник напряжения управляемый напряжением) и низкое выходное сопротивление для него действительно самое то.

Что же было не так в звуке? Что изменилось? Хм... Сказать могу однозначно вот что: без резистора звук был, как казалось чистым, но почему-то утомлял, был более резким. Очень похожий эффект я однажды почувствовал с усилителем, который имел лёгкое возбуждение на ВЧ, звук так же был вроде бы и хорошим и чистым, но утомлял. Но в данном случае никакого возбуждения, чувствительный осциллограф с полосой в 50 МГц имеется.

↑ Соединение блоков между собой. Разводка общего провода и питания

Здесь всё сделано опять же не наобум. Эксперименты и прошлый опыт привели вот к такому решению:


Результатом такой разводки служит полное отсутствие фона и каких-либо проблем. Думается это неплохой показатель, если учесть, что выпрямитель у нас общий для всех узлов. Безусловно многие, как и я, изучали этот вопрос и знают про разводку звездой. В некоторых источниках такой способ преподносится как панацея, другие источники не столь категоричны.

Практика показала, что слепое следование «звезде» без понимания принципов может даже ухудшить ситуацию, т. к. нельзя просто взять и всё, что идёт на общий провод соединить звездой. Я уже в третий раз убедился, что, например, цепь обратной связи в усилителе должна быть подключена к сигнальной земле, а не к силовой, при этом она должна быть соединена с ней именно на плате, коротким проводом, её нельзя вести отдельным проводником к «мекке» в блоке питания: в двух случаях я из-за этого получил возбуд (высокочастотное самовозбуждение), в одном — фон.

Если вдуматься в общие принципы разводки: отсутствие земляных петель, отсутствие общих участков протекания сигнальных и нагрузочных токов и как можно меньшие площади контуров прохождения тока, то можно понять, что они во многом противоречивы и не может быть единого «лобового» решения для любой конструкции, даже метод разводки звездой не является таковым решением. Всегда приходится искать некий компромисс.

Хотя я уже понял принципы и если можно так сказать «приручил звезду», наиболее простым (требующим меньше квалификации) и удобным для практики мне показался метод разводки шиной, при котором все узлы нанизываются на линию питания (общий провод в том числе) последовательно, как бусы на нитку, при этом самым близким к БП по проводу должен быть самый мощный узел.

Шина или провод земли должны быть, конечно, как можно меньшего сопротивления, но фанатеть смысла нет. Каждый узел должен иметь развязку по питанию в виде RC-фильтра. Резисторы R2 в усилителях мощности служат для развязки земель, уменьшения тока из-за образующихся петель.

Земляная петля образуется по пути: земля блока питания — стабилизатор 15 В — общий провод питания кроссовера — выходная земля кроссовера — входная земля усилителя мощности — общий провод питания усилителя мощности — снова земля блока питания.
Я вообще не стал впаивать эти резисторы и петля таким образом не образуется.

Всё получилось хорошо, однако при таком способе очень важно следить, чтобы входные земли усилителей мощности были надёжно связаны с выходом кроссовера, а тот в свою очередь с землёй БП, иначе если контакт пропадёт, то могут выйти из строя TDA2050.

Замыкания петли можно избежать и другим способом: в УМНЧ (усилитель мощности низкой частоты) R2 так же не впаивать, в УМВЧ (усилитель мощности высокой частоты) вместо R2 запаять перемычку, схема соединений остаётся та же, только экран со стороны кроссовера не подпаивать к контакту 9. Входные земли обоих усилителей мощности должны быть связаны через контакты Х2.
Этот способ должен быть безопаснее.

В каких-нибудь других вариантах этой конструкции может оказаться, что лучше подключить провода питания стабилизатора 15 В не к контактам питания УМВЧ, а сразу к основному БП. Об общих принципах разводки земли можно почитать в [5], [8] и [9].
Ну вот кажется и всё.

↑ Запуск. Прослушивания. Сравнения. Радости. Впечатления

Ну, в общем что сказать? Результат реально достойный, сделал эти АС уже 1,5 года назад, но до сих пор отойти не могу, уехали они к другу, а я всё никак не соберу себе такие-же.
Себе решил, правда, сделать двухполосный усилитель отдельным блоком и не на микросхемах. Может быть даже лучше всё сделать отдельными блоками для универсальности: предварительный усилитель, перенастраиваемый кроссовер, усилители мощности, т. к. би-ампинг реально порадовал и можно будет поиграться с разными вариантами колонок даже.

Нет нет, конечно это не что-то лучшее в мире, но правда нестыдно и несамонадеянно называть результат "хорошим звуком". Эти колонки звучат лучше, чем те, что я описывал в статье про "новое рождение 50АС-106".
В басовом диапазоне меня и озадачило и порадовало, что теперь не нужно строить «шкафы» весом в «тонну». Но шипы всё-таки нужны.

Я сначала хотел описать свою беготню со сравнительными прослушиваниями. Какие колонки победили, какие проиграли. Но что-то мне эта идея перестала нравиться. Лучше сказать что-то более продуктивное. У меня крайне маленький описательный багаж, я либо не слышу никакой разницы, не вылавливаю каких-нибудь нюансов, либо сразу слышу, что вот такой-то аппарат звучит отлично. Оцениваю звук всего тремя вариантами:
1) Звук плохой. Воспринимается как грязный, утомляющий. Сюда относится и случай с урезанным частотным диапазоном.
2) Звук нормальный или хороший. Вроде бы и всё в порядке, но если сделать по-громче, быстро устаёшь.
3) Звук отличный. Воспринимается как чистый, не утомляет при любой разумной громкости прослушивания.

Так вот, в данном случае по-моему всё максимально приближается к варианту "отлично". У друга, для которого они предназначались, вообще был неописуемый восторг.

↑ А как же двухполосное усиление? От него-то есть толк?

Есть! Звук чище чем, с пассивными фильтрами. В общем плане в слепую на музыке разного характера не всегда удавалось узнать би-ампинг, но существенно часто. Настолько существенно, что для меня оно того стоит. А вот в плане именно басового диапазона со струнными инструментами (контрабас, бас-гитара) я узнаю би-ампинг почти на 100%, очень хорошо различаются эти звуки. Как-то так.

↑ А почему нет измерений, графиков, характеристик?

Потому что я уверен в эффективности научного метода и в предсказательной силе хорошей теории. Я думаю, что в данном конкретном случае было совершенно бессмысленно что-то измерять. Мне, например, и так понятно, что АЧХ далеко не идеальна. Явно слышимые резонансные проблемы были устранены. То, что АЧХ не слишком страшная понятно по сравнительным прослушиваниям.

Я не брезгую чужим опытом и не хочу заново открывать Америку. Например, по активным фильтрам всё очень неплохо изложено в разной литературе, хорошо измерено и изложено.
При выборе объёма ящика я суммировал и испытал опыт, наверное, десятка других людей, специалистов в этой области, а используемые динамики, что НЧ, что СЧ-ВЧ, давно уже не тёмные лошадки.
Форма ящика, расположение динамиков и конструкция, насколько я смею судить, вполне соответствуют теоретическим выкладкам.

Характеристики усилителей также известны от самого производителя. Как мне думается, в случае выбора би-ампинга, при котором фильтры работают в «тепличных» условиях и результат не зависит от мало предсказуемых параметров конкретных динамиков, радиолюбителю следует лишь избежать грубых ошибок в конструкции. Тогда результат целиком будет зависеть от параметров конкретных компонентов и динамиков.

В этом, по-моему, и есть самое важное преимущество би-ампинга для радиолюбителя (талантливые и очень опытные инженеры конечно же и с пассивными фильтрами могут добиться супер результата).

К применённому ОУ у меня претензий нет, к микросхемам тоже. Что можно улучшить в басовом диапазоне при использовании 35 ГДН, мой ограниченный объём знаний не позволяет мне увидеть, на слух всё нормально и получше чем в промышленных конструкциях с такими же динамиками. К тому же комната для прослушивания может изменить всё, что я наизмеряю.

Ну а как повлиять на параметры СЧ-ВЧ динамика, даже если я и увижу существенную кривизну при измерениях? Все доступные мне в домашних условиях методы я уже применил. Так что, я уверен, если нужно лучше, то это будут уже совсем другие компоненты и динамики.

Одна компания в слепых тестах исследовала корреляцию субъективных оценок с объективными параметрами: люди действительно отдают предпочтение ровной АЧХ, только колонка для достижения хорошего результата в конкретной комнате должна иметь возможно более ровную вне осевую АЧХ, вплоть до 45 градусов. Более того, человек воспринимает звук колонки в комплексе с комнатой. Таким образом корректировать нужно не колонку в безэховой камере, а звуковое поле в точке прослушивания в конкретной комнате существенно многополосным графическим или параметрическим эквалайзером, а для этого нужно нормальное измерительное оборудование.
Радует только, что выше 500 Гц влияние комнаты сильно снижается. Все эти соображения побудили меня удовлетвориться лишь лобовыми сравнительными прослушиваниями у себя и друга (по возможности слепыми, чтобы скомпенсировать свою внушаемость) и поставить оценку: «очень даже не плохо, мне и моим друзьям нравится, особенно с учётом затрат».

Допускаю, что кому-нибудь из читателей будет интересно, может быть кому-то тоже понравится, буду только рад.

Кстати, в би-ампине есть ещё одна прелесть: он позволяет «сшить несшиваемое», в наше время можно встретить широкополосные импортные динамики с великолепными характеристиками до самых высоких частот, но с чувствительностью под 82-84 дБ, это низко даже для басовика и согласовать более чувствительный НЧ-динамик с таким ШП-динамиком пассивными методами не реально, а идея применения таких динамиков очень заманчива. И тут многополосное усиление — настоящее спасение. Эта идея может пригодиться тем, кому КПД системы не важен и кто не идёт на компромиссы в стремлении к классному звучанию.

↑ Файлы

🎁functional-and-connecting-schemes.zip  14.21 Kb ⇣ 142
🎁power-supply-and-filter.zip  22.66 Kb ⇣ 138
🎁preamp.zip  54.66 Kb ⇣ 139
🎁speaker-protect.zip  27.43 Kb ⇣ 126
🎁TDA2050-amplifier.zip  19.48 Kb ⇣ 143
🎁crossover.zip  23.49 Kb ⇣ 170
🎁tone-regulator.zip  18.51 Kb ⇣ 138
🎁3D-box.zip  1.11 Mb ⇣ 129

↑ Google SketchUp

Ящик я нарисовал в программе для трёхмерного моделирования - Google SketchUp. У меня старенькая 6-я версия, но на официальном сайте по-прежнему есть бесплатные, уже более новые версии.

В модели можно осмотреть ящик со всех сторон и изнутри, узнать все точные размеры и деталировку. Пользоваться подобными программами гораздо продуктивнее, чем пытаться изобразить всё в подробностях обычными методами (чертежи видов, изометрия).
Здесь забирайте Google SketchUp.

↑ Что полезно почитать?

1. В. Жбанов. Механическое демпфирование диффузоров. Радио 1988, №5, стр. 41-43
2. Попов П., Шоров В. Повышение качества звучания громкоговорителей. Радио 1983, №6, стр. 50-52
3. Настройка фазоинвертора с помощью генератора резонансных частот описана в статье А. Голунчикова, Радио 1980, № 3, стр. 44-45
4. И.А. Алдошина, А.Г. Войшвилло. Высококачественные акустические системы и излучатели. 1985 г.
5. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Том 1. 3-е издание, 1986 г.
6. Лекции Флойда Тула на английском сайте компании Harman / Перевод этих лекций на русский.
7. Статья Игоря Рогова "О пользе би-ампинга."
8. Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. Москва:Инфра-Инженерия, 2011г.
9. Дуглас Селф. Проектирование усилителей мощности звуковой частоты. ДМК Пресс, 2009.

Искренне надеюсь, что не утомил. Проект длился почти 2 года, сборка окончательного варианта заняла 4 месяца вечерами.
Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации