Цепочкой Цобеля-Буше называются конденсатор и резистор, подключенные параллельно излучателю.
^Нажмите для увеличения^
Смысл достаточно прост — конденсатор является непреодолимой преградой для тока малой частоты и коротким замыканием для высокой частоты. Будучи подключенным параллельно динамику такой конденсатор утягивает на себя высокие частоты, которые рассеиваются на резисторе. Если бы резистора не было — получился бы ФНЧ первого порядка.
Но динамик-то сам по себе — это катушка, а значит ее сопротивление току (часть импеданса) с ростом частоты растет! Вот и получается, что для усилителя динамик с подключенной цепочкой Цобеля-Буше всегда имеет одинаковый импеданс. Это особенно важно, если между усилителем и динамиком установлен какой-либо пассивный фильтр, постоянство параметров динамика определяет стабильность работы.
Казалось бы, сабвуферу, питающемуся от отдельного усилителя никакой Цобель не нужен — диапазон частот смешной, неадекватная работа в области ВЧ никого не напрягает… Но есть все-таки один момент: любой усилитель дает на выход не только основной сигнал, но и его многочисленные гармоники, амплитуда которых уменьшается пропорционально частоте. Эти гармоники могут быть даже не слышны ухом, но они есть в проводе, есть в динамике, и вся система вынуждена на них реагировать. В связи с этим для оптимизации работы неплохо бы их удалить.
Для начала я собрал цепочку Цобеля-Буше из имевшихся компонентов, номиналы которых могут быть легко рассчитаны в онлайн-калькуляторах. Получилось вот что:
^Нажмите для увеличения^
Только есть в этих калькуляторах одно западло — про мощность требуемую ничего не сказано… Видите черные пятна на резисторах? Суммарная мощность резисторов 20 Вт, а с емкостью я немножко облажался, емкость получилась великовата… Ну и в общем за 15 минут пути до работы все это нагрелось так, что прожгло пол багажника 🙂 Хорошо хоть быстро дымок почуял и звук выключил 🙂
Тогда я решил подойти к вопросу брутально. На фанерке смонтировал два резистора по 25 Вт, суммарным сопротивлением 4,4 Ом (примерно около заявленного импеданса саба). И еще 20 штук пленочных конденсаторов по 4,7 мкФ параллельно, получилось 94 мкФ . Хотелось поставить именно пленку, хотя электролиты никто не запрещал. Просто у меня их было много, вот и выпендрился.
^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^
Все это прикрутил прямо к корпусу саба, при необходимости цепочка легко отключается от разъемов.
^Нажмите для увеличения^
Ну а дальше — время измерений! Выкопав весь свой арсенал измерительных приборов я взялся мерять все, что смог. Итак:
Сабвуфер Fli Trap 12:
R = 3,32 Ом; Z = 4 Ом; L = 1,5 – 2 мГн
Теоретические расчетные величины для цепочки:
R = 4,15 Ом ; С = 136 мкФ (считал тут)
Конечно, надо бы побольше емкость, но сколько было, потом еще допаяю, благо масштабировать конструкцию легко.
Ну и под занавес я втащил в машину осциллограф. Вот пара видео.
На первом видео звук на ГУ выключен, мы видим только собственный шум усилителя (D класса, напоминаю) + наводки. Частота этого шума — примерно 110 кГц, амплитуда около 0,2 В, что, конечно, немного для сабвуфера с его 25 В RMS. Хорошо видно, что при включении цепочки снижается амплитуда этого сигнала, а мелкие зубцы (более высокочастотные) практически уходят.
На втором видео частота 250 Гц при умеренной громкости Включение цепочки Цобеля делает основной сигнал четче, хотя по-прежнему остается собственный шум усилителя, рассмотренный ранее. Обратите внимание, что шумы по амплитуде сопоставимы с полезным сигналом. Очень грубо говоря это означает, что треть мощности сабвуфера расходуется на попытки излучения частот, которые ему излучать не дано природой.
Какие из всего этого выводы:
- Наращивание емкости в цепочке Цобеля позволяет двигать частоту, на которой она начинает работать.
- Наращивание сопротивления в цепочке Цобеля делает из нее убийцу шумов и гармоник.
- Для сабвуфера с частотой среза 60Гц такие прибамбасы — роскошь, и заниматься этим имеет смысл только если Вы маньяк до попаять.
- Усилители D-класса — редкое гуано, которое на выход выплевывает кучу артефактов, так что применять их мне кажется целесообразным исключительно для сабвуферов (тут небольшое позднее дополнение — мне удалось немного изменить топологию разводки сигнальных проводов и уменьшить наводки, равномерный синусоидальный шум на выходе должен был упасть. Однако вывода об артефактах на выходе усилителя это не отменяет).
Автор: Анатолий