Здравствуйте.

Позвольте спросить совета у многоопытных людей по ниже описанной теме.

На любительском уровне всю жизнь что-то ваяю в звуке, еще со школы. Паял всякие усилители и т.п. Был период серьезного увлечения автозвуком, потом переместился в дом.

В качестве акустики уже давно используются самодельные колонки на динамиках SEAS 1305 + SS Revelator 15W/8531K00 + SS 970000. Все фильтры - второго порядка баттерворта.

В качестве усилителей использовал всю жизнь транзисторные усилители, а последние несколько лет - гибридник, переделанный из автомобильного на домашнее питание 220В. Но всегда на выходе были транзисторы и соответственно пофигизм усилителя по отношению к сопротивлению нагрузки.


Но вот буквально совсем недавно решил перейти полностью на лампу, в связи с чем был приобретен удобный "конструктор для начинающего любителя лампового звука" - небезызвестный Прибой 50УМ-204С. Купил, почитал что пишут про недостатки и про его переделку-доводку. Переделал слегка, настроил, стал слушать. Звук лампового усилителя по сравнению с тем что было раньше, меня очень радует.

Однако потребовалось переделать кроссы, так как что-то стало не так со звуком. И вот тут-то и я открыл для себя как минимум одну совершенно новую вещь...

Видимо из-за относительно высокого выходного сопротивления ТВЗ отдельные полосы (фильтр плюс динамик) могут влиять на АЧХ соседних полос. Это отчетливо слышно.

Подключая/отключая СЧ фильтр с нагрузкой в виде просто резистора я отчетливо слышу, как изменяется отдача НЧ на верхнем краю своего диапазона и ВЧ на нижнем. Наверное дело в том, что СЧ фильтр с нагрузкой "просаживает" напряжение в СЧ области и по снисходящей в соседних полосах - именно это я и услышал.

Но вопрос: а как тогда учитывать эту особенность лампового усилителя при расчете кроссов? Я использую ЛСПКАД, а он оперирует идеальным источником сигнала. И как тогда быть? Подставлять при расчетах на вход цепи какой-то R или это лишнее и после подключения всех полос все само собой придет в норму (факт приблизится к расчету) ?

И еще. Так как у меня фильтры баттерворта, то частоты среза на стыках приходится разносить чтобы не было горбов на АЧХ. Но при этом горбы получаются на импедансе в местах стыков полос. Насколько это допустимо при использовании акустики с ламповым усилителем? Нужно ли обязательно добиваться строго постоянного импеданса акустики во всем диапазоне частот?

А если надо добиваться линейного импеданса то как? Использовать другие типы фильтров или может быть городить дополнительные RLC-цепи, которые просто будут банально "просаживать импеданс" на стыка полос?

Понимаю, что я не первый, кто открыл для себя Америку. По этому прошу уважаемых профессионалов подсветить выше описанную тематику)))

Заранее благодарен.


С уважением,
Андрей
Санкт-петербург.

Уважаемый Docent 3D,

Сначала измерить выходное сопротивление используемого усилителя.
Если оно окажется приемлемо постоянным хотя бы в диапазоне от 100 Гц до 8 кГц, тогда измеренное значение подставить в схему для расчётов в виде резистора между усилителем и входом фильтра АС.

Только расчётные фильтры - не вариант. Будет в лучшем случае не очень кривое звучание, без явных окрасок (без пение вокалистов "в стакан", без бубнения и т.п.). Но монотонное, не интересное по передаче эмоций музыки.

На финишной настройке АС нужны микрофонные измерения с учётом знаний о влиянии помещения (комната проваливает нижнюю середину и делает АЧХ на НЧ в форме "змеи". Эти перегибы АЧХ, вызванные комнатой, не следует пытаться выпрямлять).

И обязательно слуховая экспертиза по слышимости интонаций (слышимость настроения наподобие настроений речи - злой голос, печальный голос, весёлый и т.д.) и по слышимости ритмической структуры музыки (чтобы была слышна выразительность, как стихи, читаемые с выражением).
Эти главные требования к звучанию обеспечиваются очень небольшими изменениями АЧХ от первоначально полученных при расчётной и микрофонной настройке.
Для поиска этих нюансов АЧХ микрофонные измерения уже недостоверны.
Неизбежна тонкая подстройка фильтров с помощью слуховой экспертизы.


По измерению выходного сопротивления усилителя:

Подать на вход усилителя синусоидальный сигнал 1 кГц.

К выходу усилителя подключить нагрузочный резистор 5,1 ом. Не менее 2 ватт.

Установить ручку громкости в среднее положение и отрегулировать с помощью переключателей и регулятора звукового генератора такой уровень сигнала, чтобы вольтметр действующего значения напряжения показывал между выходными клеммами усилителя 1 вольт точно.
Нет вольтметра - пойдёт стрелочный старый тестер в режиме измерения переменного напряжения.

Если генератора нет, а используется запись тестовых сигналов синусоидальных на CD или HDD, то отрегулировать 1 вольт на выходе усилителя можно громкостью усилителя.
Но лучше - громкостью проигрывающего устройства, а регулятор усилителя держать около середины регулировки и только потом уточнить этим регулятором 1 вольт на выходных клеммах.

Затем отключить нагрузочный резистор.
В холостом ходе напряжение на выходе усилителя вырастет тем более, чем выше выходное сопротивление усилителя.

Разность между напряжением на выходе усилителя без нагрузки и с нагрузкой следует разделить на базовый уровень напряжения 1 вольт.
Полученный коэффициент умножить на значение сопротивления пробной нагрузки (5,1 ом).
Например, без нагрузки на выходе усилителя напряжение выросло до 1,2 вольт.
Разность 1,2 - 1 = 0,2.
0,2 х 5,1 ом = 1,02 ома. Это выходное сопротивление усилителя.

Учитывая, что у ряда ламповых усилителей недостаточная защита от превышения анодного напряжения выходных каскадов во время отключения нагрузки, есть смысл отключать нагрузку хотя бы при выключенном или уменьшенном до долей вольта входном сигнале на усилитель. Но не за счёт отключения генератора или проигрывателя тесовых сигналов. Тем более, не за счёт отключения межблочного кабеля между источником сигнала и входом усилителя.
Регулятором громкости усилителя тоже нельзя. Вернуть его точно на прежнее место не получится.
Можно, рискнуть, 1 вольт на выходе - небольшое напряжение и ток. Отключение нагрузки не должны при этом "выбить" выходной трансформатор и выходные лампы.
Однако, я ответственность за это не беру. На Ваш личный риск.

Затем надо повторить измерения на частотах 100 Гц и 10 кГц, чтобы понять, какова АЧХ модуля выходного сопротивления усилителя.
Если она существенно неравномерная, напишите сюда результаты измерений.
Подскажу, достаточно ли для расчётов представление выходного сопротивления усилителя в виде резистора.

У Вашего усилителя, вероятно, будет довольно низкое выходное сопротивление на НЧ и СЧ (не более 1 ома) и высокое на ВЧ. Это по памяти, могу ошибаться, десятки лет назад измерял такой усилитель.

Александр, спасибо!

Безусловно совпадение реальной АЧХ фильтра с рассчитанной в ЛСПКАДе или любой другой программе для меня самоцелью не является. Данный этап нужен только для того, что бы не попасть вообще пальцем в небо. Далее конечно идет настройка и подбор номиналов на слух.

Возможно я не совсем ясно изложил свои мысли, но написать в эту конференцию побудило желание прояснить вопрос в несколько ином аспекте. Имея дело с транзисторными усилителями я никогда не задумывался сильно о влиянии на звучание результирующей импедансной характеристика акустики, так как низкоомный выход УМ все это мог проглотить без проблем. Но вот с ламповым УМ как оказалось все совсем не так!!!!

Про учет высокого выходного сопротивления лампового УМ при моделировании на ПК Вы ответили, спасибо.

А что можете сказать по поводу линеаризации импедансной характеристики акустики, нужно ли к этому стремиться? Не получиться ли так, что горбы на импедансе приведут к появлению таких же горбов на АЧХ?
А если горбы на импедансе из-за влияния кроссов действительно так сильно влияют, то про импедансные горбы НЧ звена в оформлении ФИ даже и подумать страшно!!

И последний вопрос, про Rвых: "приемлемо постоянным хотя бы в диапазоне от 100 Гц до 8 кГц" - в Вашем понимании сколько это в цифрах? и что важнее, постоянство в диапазоне или величина сопротивления? Впрочем лучше в начале проведу измерения и выложу сюда результаты.

Заранее благодарен.


С уважением,
Андрей
Санкт-Петербург.

Уважаемый Docent 3D,

Я создал сотни моделей АС и только две модели с линейной АЧХ модуля импеданса.
Как раз для уменьшения проблем согласования с усилителями разных выходных сопротивлений.

По этому опыту - не стоит синтезировать фильтры ради линейной АЧХ импеданса.
Потому что задача получения приемлемой передачи музыки сверх трудна.
Навешивание на эту задачу дополнительного условия линейности импеданса - это "бег в мешках".
Наш выход из ситуации такой: - модели наши для ламповых усилителей настраиваются через резистор 2.2 ... 2,5 ома. Это вых. сопр. усилителей 1960-ых годов.
При работе с усилителями нулевого вых. сопр, АС, включаются через доп. резисторы 2.2 или 2.5 ома.
Если используется внестанадартный усилитель - новодел, чьё вых. сопр. может быть и 1, и 1,5 ома, подбирается доп. резистор до суммы требуемых 2.2 ... 2.5 ома. например, к 1 ом добавить надо 1,5 ома.
Есть идиотский новодел от брендов и самодельщиков с вых. сопр, например, 4 ома. К этим ублюдкам никогда не существовало моделей АС. Потому что такого вых. сопротивления не было в нормативах никогда.
Бедолаги - аудио филы слушают вывернутый звук с такими усилителями, потому что реальный опыт слуховой экспертизы у них ниже плинтуса.

Можно примерно рассматривать влияние выходного сопротивление усилителя на АЧХ АС, как действие делителя из резистора, равного вых. сопр. усилителя и частотно зависимого сопротивления нагрузки.
То есть, в областях с низким импедансом АЧХ "проваливается", в области высокого значения импеданса АС, АЧХ даёт подъём отдачи.

Уважаемый Александр!

Результаты измерения Rвых Прибоя меня сильно расстроили. На частотах до 10кГц оно плюс-минус постоянно и находится в районе 6-8 Ом, а свыше 10кГц оно растет, причем очень сильно, просто в РАЗЫ!!! На краю звукового диапазона (20кГц) в одном из каналов получилось 35 Ом.

Насколько я понял из Вашего предыдущего сообщения, такие показатели это мягко говоря печаль.

Допускаю, что мой экземпляр недонастроен (глубина ОООС невысока или еще что-то). В любом случае в начале придется поразбираться с Rвых и только потом переходить к кроссоверам))))

С уважением,
Андрей
Санкт-Петербург.

Уважаемый Docent 3D,

Результаты Ваших измерений неожиданные.
Не исключена ошибка измерений.

Потому что при таком выходном сопротивлении звучание большинства видов АС будет очень сильно отличаться от звучания с усилителем стандартного выходного сопротивления.
Которое для современных колонок требуется не более 0,5 ом.
А лучше - в пределах не более 0,35 ом.

Напишите, как Вы измеряли выходное сопротивление (по моим рекомендациям, наверное?) и какие цифры записывали значений напряжения на выходе усилителя при подключённой нагрузке и при отключённой нагрузке.
Какой номинал резистора использовали?

Была мыслишка у меня, что усилитель возбуждается при отключении нагрузки. Но тогда скачок, увеличение выходного напряжения в два с лишним раза без нагрузки, мало бы зависел от частоты измерительного сигнала.

Если Ваши измерения безошибочны, то у Вас усилитель не с заводской настройкой.
Кто то переделывал обратную связь. Ослаблял её очень существенно и сделал усилитель, не совместимый ни с какими АС.

А не может быть такого, что трансы от времени расклеились в буквальном смысле? Пропитка деградировала, витки сместились...

Не думаю.
Это, скорее всего, дало бы снижение максимальной мощности на НЧ и завал АЧХ на НЧ.
Ещё, может быть, завал АЧХ на ВЧ.
Чтобы выходное сопротивление стало 6 ом, надо чтобы трансформатор так испортился, что это, вероятно, можно увидеть глазами.

Александр!

Вы правы. Прибой у меня не в стоковом состоянии. Он у меня переделанный. И это моих рук дело.

Я укоротил тракт, выкинув первую лампу и сделал еще кое какие косметические модернизации. При этом только благодаря именно Вашему совету измерить выходное сопротивление, я пришел к пониманию того, что "забыл" откорректировать глубину ОООС. Мои переделки снизили собственное усиление тракта (с разомкнутой ОООС), но вот соответствующим образом изменить параметры цеми ОООС с выхода ТВЗ на катод драйверной лампы я не удосужился((( Как говориться посыпаю голову пеплом.

Буквально только что я перенастроил (существенно увеличил) глубину ОООС. Теперь она составляет около 10Дб - ослабление уровня напряжения на выходе при замыкании цепи ОООС составляет округленно три раза.

Выходное сопротивление соответственно уменьшилось. На частоте 1 кГц оно в районе 2 Ом. Пишу "в районе" не просто так, а по тому, что оно в каналах несколько отличается - я еще не успел сделать-настроить оба канала абсолютно зеркальными.

Спасибо Вам за наводку про измерение выходного сопротивления!!!

P.S. Про измерения: На синусе 1 кГц уровнем на входе устанавливаю напряжение на выходе 1В (действующее значение, по мультиметру). Это на резисторе 4,7 Ом. Потом отключаю резистор - получаю 1,4-1,5В. Возбуждений при этом нет - синусоида на экране осциллографа чистая. Пока данные только для частоты 1 кГц. Более подробно проведу измерения уже завтра))))

С уважением,
Андрей
Санкт-Петербург.

Уважаемый Андрей.

Сейчас у Вас получилась настройка выходного сопротивления, по видимому, соответствующая нормативу, действующему примерно до 1968 года.
Это позволяет получить авторское звучание колонок легендарных времён 1950-ых и 1960-ых годов. А также согласование с теми из наших моделей АС, которые настроены на выходное сопротивление усилителя 2,2 ... 2.6 ома.
К сожалению, трудно надеяться, что сохранились экземпляры АС 1960-ых годов в заводском состоянии. Даже самые долговечные динамики и фильтры за 50 ... 60 лет обычно меняют свои параметры или приходят в негодность.
Самые бережные попытки восстановления не гарантируют возврат к заводским параметрам. Скорее это маловероятно.

Длительное время мы разрабатывали и изготавливали ламповые усилители разных моделей именно с таким выходным сопротивлением 2,2 ... 2,6 ома.
Самая известная наша модель такого типа - SA-2. Этот усилитель был оптимальным стандартом наших аудиосистем с 2003 по 2010 год.

Это следование архивному нормативу выходного сопротивления не было проблемой, потому что тогдашние наши модели АС имели два входа для согласования как с нулевым выходным сопротивлением усилителя, так и с выходным сопротивлением 2,2 ... 2,6 ома.
Практически выглядело так: - вместо одной "плюсовой, красной" клеммы, на колонках было две. Одна - для подключения "красного" провода от усилителя с выходным сопротивлением около 0 ом и вторая "красная" клемма для подключения "красного" провода от усилителя с выходным сопротивлением от 2,2 до 2,6 ом.

Таким образом, наши модели АС можно было использовать не только с нашими тогдашними ламповыми усилителями с нормой демпфирования из 1950-ых ... 1960-ых годов, но и с современными усилителями с высоким демпфированием. То есть, с выходным сопротивлением от 0 до 0,5 ом.