Amatorski zespół głośnikowy 30W

Amatorski zespół głośnikowy 30W
Wojciech Kotecki
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 26, Maj 1975r., Nr 5

   W wielu opisach urządzeń elektroakustycznych kładziono nacisk głownie na ich rozwiązanie konstrukcyjne z pominięciem lub z powierzchownym tylko potraktowaniem strony akustycznej. Ponieważ efekt końcowy zależy w bardzo znacznym stopniu od zespołów głośnikowych, należy poświęcić im więcej uwagi i dążyć do wyposażenia swego zestawu elektroakustycznego w odpowiednio dobre urządzenia przetwarzające przebiegi elektryczne w fale dźwiękowe.

   Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie sprawdzonych rozwiązań konstrukcyjnych zespołu o mocy 30W przeznaczonego do własnoręcznego wykonania. Jest to zespół głośnikowy o obudowie zamkniętej, trójrożny z regulacją w zakresie średnich i wysokich tonów; podstawowe jego dane są następujące:

• moc znamionowa: 30W
• moc muzyczna: 45W
• impedancja: 5Ω
• pasmo skuteczne przetwarzanych częstotliwości: 40÷20000Hz
• regulacja dla 5000Hz: - 20dB
• regulacja dla 10000Hz: -25dB
• efektywność: 89dB
• pojemność obudowy: około 40 litrów.

   Zespół składa się ze szczelnej obudowy drewnianej, trzech głośników niskotonowych GDN16/10, głośnika średniotonowego GD12/8 i głośnika wysokotonowego GDWK14/14 oraz zwrotnicy elektrycznej.

   Obudowa (rysunek 1)składa się ze skrzynki, ścianki czołowej (ekranu) i ścianki dekoracyjnej. Skrzynka wykonana jest z płyty wiórowej o grubości 19mm wzmocnionej w narożnikach listwami sosnowymi, a ścianka czołowa - ze sklejki 15mm.

Rys. 1. Szkic konstrukcyjny  obudowy zespołu głośnikowego

   Ściankę dekoracyjną (rysunek 2) najlepiej wykonać z jednego kawałka sklejki przez wycięcie jego środka. Część przednią ścianki należy należy okleić paskami pianki poliuretanowej o grubości 3mm, a następnie nałożyć tkaninę lub siatkę dekoracyjną. Przy doborze materiału dekoracyjnego należy zwrócić uwagę na jego gęstość, ponieważ tkanina gruba i gęsta będzie tłumiła wysokie tony i może silnie drgać przy bardzo niskich tonach. Z tego względu tkanina powinna być cienka i rzadka (najlepiej stosować tworzywa sztuczne, unikając włochatych i grubych tkanin wełnianych). Ściankę dekoracyjną umocowuje się w obudowie na "wcisk" za pomocą sprężystych zaczepów lub kilku cienkich gwoździ obiciowych z ozdobnym łebkiem.

Rys. 2. Szkic konstrukcyjny ścianki dekoracyjnej

   Obudowa powinna być szczelna i dobrze wytłumiona. Należy zwrócić uwagę, aby komora głośnika średniotonowego była również szczelna i dobrze oddzielała głośnik średniotonowy od głównej części obudowy. Do wytłumienia wnętrza obudowy stosuje się piankę poliuretanową o grubości 40÷50mm, lub materiał o podobnych właściwościach akustycznych (wata mineralna, wata szklana, odpowiednio uformowane kawałki grubych szmat lub wata lekarska). W przypadku stosowania szmat lub waty łączna masa materiału powinna wynosić 400÷600g. Rozwiązanie szczegółów i wykończenie plastyczne obudowy jest zależne od gustu i możliwości wykonawczych konstruktora.

   Zwrotnica elektryczna (rysunek 3) jest filtrem z trzema równoległymi gałęziami: dolnoprzepustową, środkowoprzepustową i górnoprzepustową.

Rys. 3. Schemat ideowy zespołu głośnikowego
Na połączeniu końcówki 1 z C3 powinna być kropka

   Na rysunku 4 przedstawiono charakterystykę zwrotnicy. Częstotliwości podziału są następujące: f_r1=1700Hz, f_r2=7200Hz.  Nachylenie charakterystyk poszczególnych gałęzi zwrotnicy - 12dB/okt. Przewidziano obciążenie zwrotnicy głośnikami o impedancji 5Ω, 4Ω i 4Ω (odpowiednio).

Rys. 4. Charakterystyki trójdrożnej zwrotnicy elektrycznej (pomiar wykonany przy zastosowaniu oporników zastępczych jako obciążenia zwrotnicy)

   W zwrotnicy zastosowano cewki powietrzne (rysunek 5) nawinięte bezkorpusowo o danych zestawionych w tablicy.

Rys. 5. Przekrój cewki zwrotnicy

Tablica: Dane cewek

   W przypadku trudności technologicznych przy wykonywaniu takich cewek można wykonać odpowiednie korpusy z preszpanu lub grubego kartonu, zachowując wymiary. Gotowe cewki przykleja się butaprenem do płytki montażowej.

   W układzie zwrotnicy przewidziano zastosowanie kondensatorów typu MKSE-012. Można stosować kondensatory typu MPHP, lecz wpłynie to na znaczne zwiększenie wymiarów zwrotnicy. W przypadku trudności z nabyciem kondensatorów tego typu można stosować elektrolityczne kondensatory bipolarne (importowane - specjalnie do układów akustycznych) lub w ostateczności kondensatory elektrolityczne zwyczajnie połączone szeregowo (zdepolaryzowane), na napięcie nie niższe niż 63V. W tym ostatnim przypadku należy pamiętać o tym, że kondensatory łączone szeregowo powinny mieć pojemność dwukrotnie większą, oraz że należy je łączyć między sobą elektrodami ujemnymi. Pojemność kondensatorów nie powinna różnić się o więcej niż ±10% od wartości podanych, co w przypadku fabrycznych kondensatorów elektrolitycznych nie jest spełnione. Z tego powodu należy dobrać je odpowiednio, aby nie wprowadzać zbyt dużo przesunięć częstotliwości podziału.

   Montaż zwrotnicy najlepiej jest wykonać na płytce z połączeniami drukowanymi według rysunku 6. Można zastosować również zwykłą płytkę izolacyjną i połączenia wykonać izolowanym przewodem montażowym.

Rys. 6. Płytka montażowa zwrotnicy elektrycznej (wymiary: 100×105)

Połączenia do głośników, gniazda głośnikowe i potencjometrów należy wykonać giętkim przewodem miedzianym (linką) o przekroju 0.35÷0.5mm².

   Wszystkie głośniki przymocowuje się do ekranu za pomocą śrub z nakrętkami lub wkrętów M4. Pod głośniki należy podłożyć odpowiednie uszczelki z pianki poliuretanowej, gumy lub miękkiej tektury.

   Zwrotnicę elektryczną należy przymocować wkrętami do drewna. Potencjometry umieszcza się w odpowiednich otworach i dokręca nakrętkami. Po przylutowaniu przewodów i umocowania gniazda głośnikowego wszelkie szczeliny należy uszczelnić. Ściankę czołową (ekran) należy również uszczelnić odpowiednimi podkładkami, a następnie docisnąć wkrętami do drewna.

   Przy montażu głośników należy zwrócić uwagę na synfazowe połączenie głośników niskotonowych i wysokotonowego. Głośnik średniotonowy jest przyłączone w przeciwnej fazie (patrz oznaczenia na rysunku 3). Charakterystykę częstotliwościową zestawu przedstawiono na ryzunku 7.

Rys. 7. Charakterystyka częstotliwościowa zespołu głośnikowego w komorze bezechowej
(pomiar wykonany przy mocy 1W mikrofonem umieszczonym w odległości 1m na osi symetrii zespołu)

   Wymiary obudowy nie są krytyczne; przy zmianach wymiarów gabarytowych należy pamiętać, aby pojemność głównej komory obudowy nie była mniejsza niż 40 litrów. zwiększenie pojemności obniża nieznacznie dolną częstotliwość graniczną.

   W przypadku zastosowania głośników o innej impedancji należy również odpowiednio zmienić elementy zwrotnicy. Potencjometry regulacyjne można umieścić z tyłu obudowy, zaopatrując je w pokrętła.

   W przypadku dodania nóżek i ustawiania zespołu na podłodze, głośnik wysokotonowy można umieścić na wysokości głośnika średniotonowego, a trzeci głośnik niskotonowy przesunąć niżej.

   Opisany zespół głośnikowy nadaje się do współpracy ze wzmacniaczem WST101 "Meluzyna" lub dowolnym wzmacniaczem o mocy 10÷30W przygotowanym do dołączenia obciążenia 4Ω. Tego typu zestaw przeznaczony jest do nagłaśniania dużych pomieszczeń mieszkalnych, klubów i niewielkich świetlic. Nie nadaje się on do zastosowania w zespołach muzycznych ze względu na małą sprawność przetwarzania.

Wykaz elementów

• Głośniki
  • G1, G2, G3 - GDN16/10, 15Ω
  • G4 - GD12/8, 4Ω
  • G5 - GDWK14/40, 4Ω
• Kondensatory
  • C₁, C₃, C₄ - 10μF, ±10%, MKSE-012, 100V
  • C₂ - 6.8μF, ±10%, MKSE-012, 100V
  • C₅, C₆ - 4.7μF, ±10%, MKSE-012, 100
• Inne
  • P₁, P₂ - potencjometry 27÷47Ω, 1W, DG102
  • G_n - gniazdo GG2-1

Udostępnił ku radości "lampomaniaków" i nie tylko Grzegorz 'gsmok' Makarewicz