[ Pobierz całość w formacie PDF ]
N O T A T N I K P R A K T Y K A
Zwrotnice głośnikowe
− zapomniane ogniwo, część 1
Artyku³ ten jest adresowany
do majsterkowiczÛw prÛbuj¹cych
zbudowaÊ w³asne kolumny. Nie
jest przewodnikiem
konstruktorskim, lecz zwraca
uwagÍ na wiele szczegÛ³Ûw
uk³adowych i†elementowych, co
powinno umoøliwiÊ úwiadomy
wybÛr zwrotnic lub ich
wstÍpn¹ ocenÍ.
Mamy nadziejÍ, øe tym
artyku³em wyjaúnimy wiele
zagadnieÒ zwi¹zanych
z†odpowiednim ³¹czeniem
g³oúnikÛw i†rozwiejemy niektÛre
mity kr¹ø¹ce na temat
zwrotnic, a†wynikaj¹ce z†braku
pe³nej wiedzy na ten temat.
Kaødy ³aÒcuch jest tylko tak moc-
ny, jak najs³absze jego ogniwo! Warto
pamiÍtaÊ o†tej, nie tylko filozoficznej,
prawdzie, gdy przygl¹damy siÍ swo-
jemu k¹cikowi audio.
Ku memu zdziwieniu, wielu uøyt-
kownikÛw domowego sprzÍtu nag³aú-
niaj¹cego z†niebywa³¹ wnikliwoúci¹
szuka w†do³¹czanych do niego opisach
danych katalogowych lub danych tech-
nicznych swoich cacuszek. CzÍsto pa-
rametry te nie maj¹ bezpoúredniego
wp³ywu na jakoúÊ uzyskiwanego
düwiÍku. Jeúli juø wp³yw taki maj¹,
to znikomy procent s³uchaczy uúwia-
domi sobie znaczenie danego paramet-
ru. Nie przeszkadza im to jednak
przelicytowywaÊ siÍ poszczegÛlnymi
wskaünikami. Zazwyczaj licytacja idzie
w†z³ym kierunku! Ale co zrobiÊ, gdy
ucho nie jest w†stanie, a†wiedzy nie
staje? RÛwnieø producenci zaczynaj¹
podawaÊ szczegÛ³y konstrukcyjne ma-
j¹ce oczywiúcie wp³yw na jakoúÊ,
czÍsto jednak w†sposÛb niemierzalny
lub nieistotny dla normalnego s³ucha-
cza.
Przyk³adem moøe byÊ informowa-
nie nabywcy odtwarzacza kompakto-
wego o†d³ugoúci fali úwiat³a diody
laserowej czy czÍstotliwoúci prÛbkowa-
nia przetwornika cyfrowo-analogowe-
go. Producenci wzmacniaczy zaczynaj¹
pisaÊ nie tylko o†klasie pracy, ale
podaj¹ wrÍcz rozwi¹zania uk³adowe.
Wiemy, øe wybrany przez nas sprzÍt
ma koÒcÛwkÍ mocy ìna fetachî, p³yt-
kie sprzÍøenie zwrotne, stabilizowane
punkty pracy wzmacniacza napiÍcio-
wego, transformatory zasilacza nawi-
niÍte miedzi¹ beztlenow¹, specjalne,
z³ocone kondensatory elektrolityczne
do filtrowania itd. Tak perfekcyjnie
wykonane ürÛd³a zasilania oraz wzmac-
niacz przenosz¹cy od 0Hz do 100kHz
zawsze zostaj¹ obci¹øone zestawem
g³oúnikowym. Zestaw ten jest wnikli-
wie ogl¹dany przez klienta pod k¹tem
liczby g³oúnikÛw (przewaønie im wiÍ-
cej, tym lepiej), rozmiarÛw i†rodzaju
g³oúnikÛw. Czasami istotne dla kupu-
j¹cego jest rÛwnieø to, czy zaciski
wejúciowe s¹ aby na pewno z³ocone!
Jeúli zaliczasz siÍ do tych niewielu
ludzi, ktÛrzy potrafi¹ rozpoznaÊ uchem,
jakiej firmy miote³ek jazzowych akurat
teraz uøy³ perkusista lub ile procent
czystego srebra maj¹ talerze uøywane
przez zespÛ³ X†na koncercie w†Y, to
musisz oceniÊ jedynie moøliwoúci swo-
jego portfela i†studiowaÊ rzeczywiúcie
skrupulatnie wszystkie dane o†sprzÍcie!
Wszystkie szczegÛ³y konstrukcyjno-
uk³adowe s¹ oczywiúcie waøne. Naleøy
jednak zdawaÊ sobie sprawÍ z†ich wagi
i†znaczenia - moøna przecieø kupiÊ
opony Pirelli do konnej furmanki -
tylko po co?! Dzia³anie takie wydaje
siÍ pozbawione sensu.
O†wspomnianych wyøej elementach
toru akustycznego moøna wiele prze-
czytaÊ w†rÛønego rodzaju publikacjach.
Moøemy okreúliÊ doúÊ dok³adnie ich
klasÍ, czyli wypadkowy wskaünik ja-
Elektronika Praktyczna 10/98
23
N O T A T N I K P R A K T Y K A
Rys. 1.
Rys. 2.
Rys. 3.
koúci, pocz¹wszy od tunera, odtwarza-
cza CD czy magnetofonu, poprzez
korektor, wzmacniacz, odpowiednie
kable g³oúnikowe, a na gotowej kolum-
nie g³oúnikowej koÒcz¹c. Uúwiadamia
teø wp³yw parametrÛw filtrÛw na
jakoúÊ toru akustycznego, w porÛwna-
niu z parametrami pozosta³ych ele-
mentÛw tego toru, czyli innych ogniw
obrÛbki sygna³u.
W†przypadku kolumn g³oúnikowych
parametry podawane przez producenta
mÛwi¹ najmniej. Dlatego klienci przy-
gl¹daj¹ siÍ dok³adnie uøytym g³oúni-
kom oraz, coraz czÍúciej, poddaj¹
kolumny subiektywnym badaniom od-
s³uchowym. Ze wzglÍdu na astrono-
miczne ceny dobrych zestawÛw, ko-
lumny g³oúnikowe s¹ wci¹ø najczÍúciej
samodzielnie montowanym elementem
domowego wyposaøenia audio.
W†³aÒcuszku sygna³u akustycznego
znajduje siÍ rÛwnieø zwrotnica, o†ktÛ-
rej zazwyczaj zapomninamy. OgÛlne
wyobraøenie jest takie, øe wystarczy
zdobyÊ niez³e g³oúniki, skopiowaÊ obu-
dowÍ z†dobrego ìprzodkaî i†gotowe.
A†zwrotnica?
Na podstawowe pytanie: kupiÊ go-
tow¹ zwrotnicÍ czy wykonaÊ j¹ same-
mu, moøna odpowiedzieÊ dopiero po
zapoznaniu siÍ z†parametrami zwrot-
nic, ich funkcj¹, moøliwoúciami wy-
konawczymi i†okreúleniu wymagaÒ. Dy-
lemat ten bÍdzie wiÍc rozstrzygniÍty
dopiero pod koniec artyku³u.
dwÛch filtrÛw pr¹dowych. Pojedyncze
filtry s¹ stosowane rÛwnieø w†kolum-
nach. Dla jasnoúci okreúleÒ uøyta
zostanie wÛwczas wyraünie nazwa
ìfiltrî. Ze wzglÍdu na panuj¹cy ba³a-
gan nomenklaturowy umÛwmy siÍ, øe
uøywaj¹c okreúlenia ìzestaw g³oúniko-
wyî rozumiemy pod nim ca³y system
z³oøony czÍsto z†kilku ìkolumn g³oú-
nikowychî, nie wdaj¹c siÍ w†dywaga-
cje nad mniejsz¹ czy wiÍksz¹ popra-
wnoúci¹ tych okreúleÒ. I†tak na
przyk³ad domowy zestaw g³oúnikowy
moøe sk³adaÊ siÍ z†kolumny sub-baso-
wej i†dwÛch kolumn satelitarnych.
niskotonowy zagraøa jedynie wzmac-
niaczowi oraz powoduje ìwyjadanieî
czÍúci sygna³u, ktÛr¹ mÛg³by przetwo-
rzyÊ g³oúnik wysokotonowy, o†tyle nie-
moøliwe jest skierowanie ca³ego syg-
na³u na g³oúnik wysokotonowy. G³oú-
nik ten, przystosowany do przetwarza-
nia wysokich czÍstotliwoúci, ìnie prze-
øyjeî zasilania sygna³em niskotono-
wym. WiÍkszoúÊ mocy akustycznej jest
niesiona niskimi czÍstotliwoúciami,
dlatego rzeczywiste, dopuszczalne mo-
ce g³oúnikÛw wysokotonowych wahaj¹
siÍ od u³amkÛw, do pojedynczych
watÛw! Celowo podawane przez wy-
twÛrcÛw (chyba ze wzglÍdÛw reklamo-
wych) moce g³oúniczkÛw, np. kopu³-
kowych, informuj¹ ìdo jakiej nominal-
nej mocy zestawuî moøe byÊ uøyty
dany g³oúnik. Moøna siÍ tego dowie-
dzieÊ dopiero po wnikliwym zapozna-
niu z†pe³nymi danymi katalogowymi
g³oúniczka.
W³aúnie z†powyøszych powodÛw,
nawet najprostsze dwudroøne zestawy
posiadaj¹ namiastkÍ zwrotnicy w†po-
staci kondensatora zabezpieczaj¹cego
g³oúniczek wysokotonowy. Oczywiúcie,
impedancja takiej kolumny w†funkcji
czÍstotliwoúci pozostawia wiele do
øyczenia. Rozdzielenie sygna³u akus-
tycznego na dwa bardzo dobre, wys-
pecjalizowane g³oúniki jest w†pe³ni
wystarczaj¹ce do ods³uchu domowego,
co potwierdzaj¹ nowe konstrukcje wy-
sokiej klasy zestawÛw, czo³owych firm
úwiatowych. Zestawy trÛjdroøne stosu-
je siÍ wÛwczas, gdy posiadane g³oúniki
nie s¹ w†stanie pokryÊ ca³ego pasma
akustycznego lub w†zestawach specja-
lizowanych, konstruowanych dla spe-
cyficznych aplikacji.
Dzielenie sygna³u na wiÍcej niø trzy
tory, przy parametrach obecnie produ-
kowanych g³oúnikÛw, wydaje siÍ nie-
celowe. Budowanie natomiast kolumn
piÍcio- i†wiÍcej kana³owych úwiadczy
jedynie o†niezrozumieniu istoty dziele-
nia pasma akustycznego i†moøe wyraü-
nie pogorszyÊ przetwarzany obraz mu-
zyczny ze wzglÍdu na nak³adanie siÍ
wielu problemÛw elektronicznych
i†akustycznych. W†warunkach amators-
kich naleøy stanowczo poprzestaÊ na
uk³adach trÛjdroønych z†sugesti¹ zdo-
bycia bardzo dobrych g³oúnikÛw i†bu-
dowy zestawu dwudroønego!
2.Zabezpiecza wzmacniacz przed spad-
kiem wypadkowej impedancji ca³ego
zestawu, rÛønie po³¹czonych g³oúni-
kÛw, poniøej dozwolonej dla danego
wzmacniacza wartoúci (najczÍúciej
4
Do czego s³uø¹ zwrotnice
g³oúnikowe?
Zwrotnica g³oúnikowa spe³nia trzy
podstawowe zadania w†uk³adzie:
1.Rozdziela dostarczony sygna³ akus-
tyczny, mieszcz¹cy siÍ zwykle
w†przedziale czÍstotliwoúci od 20
Hz do 20000 Hz, pomiÍdzy g³oúniki
wyspecjalizowane w†przetwarzaniu
sygna³u pewnych zakresÛw czÍstot-
liwoúci. Dodatkowo zwrotnica po-
zwala jednoczeúnie na efektywne
zabezpieczenie g³oúnikÛw przed
zniszczeniem przez sygna³ o nieod-
powiedniej dla danego g³oúnika czÍs-
totliwoúci. Fachowcy twierdz¹, øe
nic tak skutecznie nie zabezpiecza
g³oúnikÛw, jak dobra zwrotnica!
I†tak, w†zestawie dwudroønym, do
g³oúnika nisko-úredniotonowego kiero-
wana jest ta czÍúÊ sygna³u, ktÛra
zawiera czÍstotliwoúci od 0†do ok.
4000 Hz. Sygna³ o pozosta³ej czÍúci
widma jest doprowadzany do g³oúnika,
ktÛry potrafi przetworzyÊ go znacznie
lepiej. Zwykle jest to g³oúnik tubowy
lub kopu³kowy.
Rozdzielenie sygna³u jest potrzebne
nie tylko dlatego, øe g³oúnik niskoto-
nowy nie moøe przetworzyÊ w†falÍ
akustyczn¹ sygna³u pr¹dowego o†czÍs-
totliwoúci np. 12 kHz, ale rÛwnieø
dlatego, øe pr¹dy o†czÍstotliwoúciach
nie przetwarzanych przez g³oúnik, p³y-
nͳyby przez niego, niepotrzebnie ob-
ci¹øaj¹c cewkÍ g³oúnika oraz wzmac-
niacz.
W†wielu kolumnach g³oúnikowych
niskiej jakoúci, gdzie wysokotonowy
g³oúnik odseparowano jedynie konden-
satorem, ma miejsce taki w³aúnie przy-
padek. Na tak oszczÍdne rozwi¹zania
moøna sobie pozwoliÊ jedynie w†przy-
padku ma³ej mocy wzmacniacza i†za-
pasu mocy g³oúnika niskotonowego.
O†ile skierowanie ca³ego sygna³u
w†kolumnie dwudroønej na g³oúnik
Etapy i†nomenklatura
Decyduj¹c siÍ na samodzieln¹ bu-
dowÍ kolumn g³oúnikowych natkniemy
siÍ na problem filtrÛw, czyli zastoso-
wania odpowiedniej zwrotnicy. Budo-
wanie dobrych zestawÛw g³oúniko-
wych to zajÍcie trudne, pracoch³onne
i†wymagaj¹ce prawie absolutnego s³u-
chu.
Aby samodzielnie zbudowaÊ ìdob-
r¹î kolumnÍ naleøy:
- zastosowaÊ odpowiednie g³oúniki;
- wykonaÊ w³aúciw¹ obudowÍ;
- dobraÊ zwrotnicÍ odpowiedniej klasy
do zastosowanych g³oúnikÛw i†za³o-
øeÒ jakoúciowych.
PamiÍtaÊ naleøy, øe niespe³nienie
choÊby jednego z†powyøszych warun-
kÛw ca³kowicie zniweczy trud i†nie
zrekompensuje kosztÛw poniesionych
przy realizacji pozosta³ych! Dlatego tak
waøne jest, aby úwiadomie wybieraÊ
nie tylko markowy g³oúnik, ale i†sto-
sown¹ zwrotnicÍ g³oúnikow¹.
Z†punktu widzenia elektrycznego,
zwrotnica jest z³oøeniem co najmniej
).
24
Elektronika Praktyczna 10/98
N O T A T N I K P R A K T Y K A
Gdyby do kolumny doprowadziÊ
sygna³ sinusoidalny o†czÍstotliwoúciach
rosn¹cych od zera do 20 kHz, to
w†poprawnie skonstruowanym uk³adzie
ìgra³ybyî kolejne g³oúniki, zachodz¹c
na siebie ³agodnie w†punktach podzia-
³u, a†impedancja wypadkowa (widzia-
na przez wzmacniacz), dla kaødej
czÍstotliwoúci, by³aby wiÍksza od no-
minalnej.
Niestety, w†praktyce sygna³ nie jest
sinusoid¹, lecz zawiera bardzo duøo
harmonicznych, co powoduje, øe filtry
kieruj¹ ìdüwiÍkî do dwÛch lub wiÍcej
g³oúnikÛw jednoczeúnie, a†to moøe po-
wodowaÊ przeci¹øanie wzmacniacza.
Oczywiúcie, problemy spadku impe-
dancji zespolonej s¹ o†wiele bardziej
z³oøone.
Ze wzglÍdu na charakter artyku³u
nie zag³Íbiano siÍ w†teoretyczne wy-
wody, podkreúlaj¹c, øe jakoúÊ zastoso-
wanych zwrotnic ma podstawowe zna-
czenie dla utrzymania w³aúciwej im-
pedancji oraz fazowoúci w†ca³ym pas-
mie, a†co za tym idzie, dla bezpiecznej
pracy wzmacniacza.
3.Koryguje wypadkowy obraz düwiÍko-
wy. Waøn¹, a†czÍsto celowo nie
eksponowan¹, funkcj¹ zwrotnicy jest
korygowanie niedostatkÛw gotowej
kolumny. Za pomoc¹ zwrotnicy moø-
na rÛwnieø kszta³towaÊ, podobnie
jak korektorem (z†t¹ jednak rÛønic¹,
øe na sta³e) ogÛlny obraz düwiÍkowy
kolumny. W†praktyce wykorzystuje
siÍ to czÍsto w†kolumnach specjal-
nych (np. ograniczaj¹c pasmo w†ko-
lumnach koúcielnych). Innym razem
precyzyjnie niweluj¹c nierÛwnomier-
noúci charakterystyki w†kolumnach
monitorowych (badawczo-pomiarowe
kolumny bez podbarwieÒ).
Wyjaúnienia wymaga jeszcze pojÍ-
cie oktawy. Oktaw¹ nazywamy taki
dowolny przedzia³ czÍstotliwoúci, ktÛ-
rego wartoúÊ gÛrnej granicy jest dwu-
krotnie wiÍksza od wartoúci granicy
dolnej. Np. przedzia³ czÍstotliwoúci od
1†kHz do 2†kHz to jedna oktawa.
RÛwnieø przedzia³ od 16 Hz do 32 Hz,
to teø jedna oktawa. W†akustyce przy-
jÍto, øe ca³e pasmo uøytkowe (s³yszal-
ne), to 10 oktaw.
Kolejne oktawy temperowanej skali
muzycznej to: 16,4-32,8-65,6-131,2-
262,4-524,8-1049,6-2099,2-4198,4-
8396,8-16793,4 Hz.
Trzeci podzia³
zwrotnic jest moø-
liwy ze wzglÍdu na zastosowanie
(czÍúciowo pokrywa siÍ to z†ogÛlnie
rozumian¹ jakoúci¹):
- zwrotnice popularne, do zastosowaÒ
w†sprzÍcie powszechnego uøytku;
- wysokiej klasy, do zastosowaÒ
w†sprzÍcie dla audiofili - TOP HI-
FI;
- estradowe, zwykle duøej mocy i†kon-
strukcyjnie dzielone na pojedyncze
filtry;
- samochodowe, zaopatrzone we w³as-
n¹ obudowÍ i†dodatkowo zabezpie-
czone przed wstrz¹sami;
- specjalne, np. do indywidualnych
systemÛw nag³oúnieniowych, kated-
ralnych, teatralnych itp.
Pierwszego podzia³u
zwrotnic moø-
na dokonaÊ, ze wzglÍdu na liczbÍ
torÛw sygna³u:
- zwrotnice dwudroøne - z†jedn¹ czÍs-
totliwoúci¹ podzia³u;
- zwrotnice trÛjdroøne - z†dwiema
czÍstotliwoúciami podzia³u, itd;
- zwrotnice odga³Íünikowe - w†istocie
s¹ to zwrotnice dwudroøne z†bardzo
niskim podzia³em.
Sygna³ niskotonowy kieruje siÍ na
zestaw sub- lub niskotonowy, a†sygna³
reszty pasma nie na g³oúnik, lecz na
kolumnÍ satelitarn¹, ktÛra moøe byÊ
dwu- lub trÛjdroøna, z†w³asn¹ zwrot-
nic¹. Zwrotnice odga³Íünikowe nazy-
wamy teø superbasowymi. W†konstruk-
cjach filtrÛw g³oúnikowych przyjÍto, øe
skrajne pasma nie s¹ ograniczane.
Oznacza to, øe w†zwrotnicy dwudroø-
nej pracuje filtr dolnoprzepustowy, od
0†Hz, a†nie np. od 20 Hz, do czÍs-
totliwoúci podzia³u. Filtr gÛrnoprze-
pustowy od czÍstotliwoúci podzia³u
bez ograniczeÒ w†gÛrÍ, a†nie np. do
20 kHz. Bywaj¹ oczywiúcie wyj¹tki,
ale zdarzaj¹ siÍ rzadko i†jedynie w†za-
stosowaniach specjalnych i†profesjo-
nalnych.
Kolejnego,
czwartego podzia³u
zwrotnic moøna dokonaÊ bior¹c pod
uwagÍ skutecznoúÊ t³umienia, czyli
s³absze lub mocniejsze odseparowanie
poszczegÛlnych g³oúnikÛw od siebie:
- zwrotnice z†filtrami 6†dB/okt;
- zwrotnice z†filtrami 12 dB/okt;
- zwrotnice z†filtrami 18 dB/okt;
- zwrotnice z†filtrami 24 dB/okt. (rza-
dko spotykane);
- zwrotnice z†t³umieniami mieszany-
mi.
Silniejsze t³umienia nie s¹ potrzeb-
ne, a ze wzglÍdu na nieliniowy,
impedancyjny charakter obci¹øenia, s¹
w†praktyce niewykonalne jako dobre
filtry bierne.
Kolejny,
pi¹ty podzia³
zwrotnic
wynika z†wypadkowego t³umienia ko-
lumn:
- zwrotnice liniowe;
- zwrotnice koryguj¹ce.
Ostatni,
szÛsty podzia³
zwrotnic
wynika z†zastosowanych przez kon-
struktora odpowiednich rozwi¹zaÒ
uk³adowych:
- z†pojedynczymi ogniwami filtruj¹cy-
mi (6 dB/okt,
rys. 1
);
- z³oøenia typu G†(12 dB/okt,
rys. 2
);
- szeregowe obwody rezonansowe (6
dB/okt,
rys. 3
) - g³oúnik úrednioto-
nowy;
- z³oøenia typu T†(18 dB/okt,
rys. 4
);
- uk³ady mieszane;
- konstrukcje ìpe³neî z†korektorami im-
pedancji g³oúnikÛw, szeregowymi pu-
³apkami czÍstotliwoúci rezonansowych
i†z†t³umikami efektywnoúci (
rys. 5
).
Podstawowe rodzaje zwrotnic
i ich parametry
W†akustyce powszechnie stosuje siÍ
rachunek decybelowy, a†co za tym
idzie skalÍ logarytmiczn¹, nie tylko
w†odniesieniu do ciúnieÒ akustycz-
nych, ale rÛwnieø do okreúlania war-
toúci elektrycznych. Dlatego wszystkie
wykresy t³umieÒ s¹ opisywane i†przed-
stawione w†skali logarytmicznej.
Drugi podzia³
zwrotnic jest moøli-
wy ze wzglÍdu na impedancje obci¹-
øeÒ:
- zwrotnice typowe (4
);
);
- zwrotnice nietypowe (np. ìBoleroî
6/15/15
).
Naleøy zwrÛciÊ uwagÍ, aby
wyjúcia zwrotnicy by³y dopaso-
wane do przy³¹czanych g³oúni-
kÛw!
Rys. 4.
Rys. 5.
Elektronika Praktyczna 10/98
25
- zwrotnice typowe (8
);
- zwrotnice mieszane (4/8 i†8/4
N O T A T N I K P R A K T Y K A
Zwrotnica wykonana zgodnie
z†rys. 1 o†nachyleniu
2x6 dB/okt.
Jest to najprostsza z†moøliwych,
poprawnie dzia³aj¹ca zwrotnica. Stosu-
je siÍ j¹ w†kolumnach o†niewielkich
wymaganiach na rÛwnomiernoúÊ cha-
rakterystyki. Stosuj¹c tak¹ zwrotnicÍ,
naleøy zwrÛciÊ uwagÍ na podobn¹
efektywnoúÊ g³oúnikÛw, czyli zastoso-
waÊ dobry g³oúnik niskotonowy
i†ìs³abyî wysokotonowy. Obydwa jed-
nak g³oúniki powinny mieÊ spory
zapas mocy, ze wzglÍdu na stosunko-
wo szerokie pasmo pracy.
Oczywiúcie, zagadnienie naleøy od-
wrÛciÊ. To zwrotnicÍ dobieramy do
wymagaÒ jakoúciowych i†posiadanych
g³oúnikÛw, a†nie na odwrÛt! WybÛr
takiej zwrotnicy naleøy traktowaÊ jako
oszczÍdnoúciowy, zapewniaj¹cy nie-
zbÍdne minimum jakoúciowe.
Przedstawione na rys. 1..5 przyk³a-
dowe rozwi¹zania uk³adowe charakte-
ryzuj¹ siÍ duø¹ rÛwnomiernoúci¹ t³u-
mienia. Oznacza to, øe na zboczu
charakterystyki kaødego filtra, z†ktÛ-
rych z³oøona jest zwrotnica, nachyle-
nie charakterystyki t³umienia jest jed-
nakowe. Upraszcza to znacznie stro-
jenie zwrotnicy i†nie powoduje tzw.
siode³ek i†wzmocnieÒ mocy wypadko-
wej dla ca³ego pasma. Charakterystyki
poszczegÛlnych filtrÛw powinny, w†ta-
kich przypadkach, przecinaÊ siÍ na
poziomie -3dB. Jedynie dla t³umieÒ
6dB/okt., w†zwrotnicach dwudroønych,
przyjmuje siÍ czÍsto poziom -6dB. Dla
charakterystyk napiÍciowych poziom -
6dB odpowiada dwukrotnemu spadko-
wi napiÍcia. Przy operowaniu jednak
pojÍciami mocy, dwukrotny jej spadek
wyraøa siÍ poziomem - 3dB w†skali
napiÍcia.
Na
rys. 6
i†
7
przedstawiono
rzeczywiste charakterystyki zwrotnic
trÛjdroønych, obci¹øonych g³oúnika-
mi, w†ktÛrych t³umienia nie s¹ rÛw-
nomierne. Na rys. 6†zbocza opadaj¹-
ce, tzn. krzywa t³umienia g³oúnika
niskotonowego i†prawe zbocze krzy-
wej t³umienia g³oúnika úredniotono-
wego, maj¹ spadek 12dB/okt. Nato-
miast zbocza rosn¹ce, tzn. lewe zbo-
cze krzywej t³umienia g³oúnika úred-
niotonowego i†krzywa t³umienia g³oú-
nika wysokotonowego, maj¹ nachyle-
nia 6dB/okt. CzÍstotliwoúci podzia³u
tej zwrotnicy wynosz¹ 1160 Hz i†6000
Hz.
Rys. 6.
Szeregowo po³¹czone elementy Rp,
Lp i†Cp stanowi¹ pu³apkÍ dostrojon¹
do czÍstotliwoúci rezonansowej g³oúni-
ka wysokotonowego. Pu³apka taka wy-
maga bezwzglÍdnie strojenia w†gotowej
zwrotnicy z†pod³¹czonym g³oúnikiem
i†dlatego jest rzadko stosowana. Jednak
w†zwrotnicach wyøszej klasy, gdzie
zadbano o†liniowy przebieg charakte-
rystyki filtrÛw, moøna spotkaÊ ìpu³apki
rezonansoweî rÛwnieø dla g³oúnika
úredniotonowego.
Dzielnik z³oøony z†rezystorÛw Rt1
i†Rt2 jest typowym t³umikiem pozwa-
laj¹cym wyrÛwnaÊ efektywnoúci g³oú-
nikÛw. Zwykle st³umienia wymagaj¹
g³oúniki úrednio- i†wysokotonowy, po-
niewaø s¹ sprawniejsze od g³oúnikÛw
niskotonowych.
Zwrotnica wg rys. 2
o†nachyleniu 2x12 dB/okt.
Najbardziej rozpowszechniony ro-
dzaj zwrotnicy, ze wzglÍdu na t³umie-
nia wystarczaj¹ce do dobrego zabez-
pieczenia g³oúnikÛw, brak niespodzia-
nek fazowych oraz moøliwoúÊ wspÛ³-
pracy z†rÛønymi g³oúnikami. Wystar-
czy zadbaÊ jedynie o†w³aúciwe impe-
dancje do³¹czanych g³oúnikÛw.
W†przedstawionym na rysunku przy-
k³adzie nie zastosowano elementÛw
korekcji impedancji i†efektywnoúci
g³oúnikÛw.
Dopuszczalna, przenoszona
przez zwrotnicÍ moc
elektryczna
Ten parametr jest wspÛlny dla
wszystkich rodzajÛw zwrotnic. Obec-
nie gÛrna granica mocy, dla ktÛrej
stosuje siÍ filtry bierne, wynosi ok.
300W.
Dla wiÍkszych mocy dobra zwrot-
nica osi¹ga monstrualne rozmiary
i†wysokie ceny. W†takim przypadku
rozs¹dniej jest zastosowaÊ zwrotnice
aktywne w†postaci przedwzmacnia-
czy pasmowych i†kilku koÒcÛwek
mocy.
Janusz Bogusławski
Zwrotnica wykonana wg rys.
3 o†nachyleniu 4x6 dB/okt.
Najprostsza zwrotnica trÛjdroøna
(typu ALTUS), spe³niaj¹ca jedynie pod-
stawowe funkcje zabezpieczaj¹ce. Dos-
kona³a do kolumn szkolnych, kawiar-
nianych i†pomocniczych. Do g³oúnego
s³uchania muzyki rockowej w†domu,
gdy nad perfekcyjn¹ jakoúÊ przedk³a-
damy ìczadî!
Na rys. 7†t³umienie g³oúnika úred-
niotonowego jest silniejsze (po 12dB/
okt. z†obu stron), natomiast zbocza
g³oúnika nisko- i†wysokotonowego ma-
j¹ t³umienia po 6dB/okt. CzÍstotliwoú-
ci podzia³u to 700Hz i†4600Hz.
Funkcje elementÛw
W†celu wyjaúnienia funkcji poszcze-
gÛlnych elementÛw konstrukcyjnych,
najbardziej typowej 12dB zwrotnicy,
omÛwiono je szczegÛ³owo na przyk³a-
dzie zwrotnicy dwudroønej z†rys. 5
Cewka Lb i†kondensator Cb s¹
w³aúciwymi elementami filtruj¹cymi
sygna³ dla g³oúnika niskotonowego.
Kondensator Cw i†cewka Lw filt-
ruj¹ sygna³ dla g³oúnika wysokotono-
wego. DwÛjnik szeregowy Rkb, Ckb
jest korektorem impedancji g³oúnika
niskotonowego. Podobnie jak dwÛjnik
Rkw, Ckw dla g³oúnika wysokotonowe-
go.
Zwrotnica wykonana wg rys.
4 o†nachyleniu 4x18 dB/okt.
Uk³ady o†silnych t³umieniach sto-
sujemy tam, gdzie chcemy maksymal-
nie ìwycisn¹Êî g³oúniki. Ci¹g³a moc
doprowadzona do g³oúnika przez tak¹
zwrotnicÍ moøe byÊ zbliøona do mak-
symalnej mocy g³oúnika w†jego pasmie
pracy. Np. do g³oúnika o†mocy nomi-
nalnej 60W (maksymalnej 100W) moø-
na bez obawy, w†sposÛb ci¹g³y, dopro-
wadzaÊ moc ok. 90W!
W†przypadku zwrotnic 6†i†12dB za-
leca siÍ nie przekraczaÊ mocy znamio-
nowej (nominalnej). Zwrotnice 18dB/
okt. polecam tym, ktÛrzy zdobyli bar-
dzo dobre g³oúniki, ale za s³abe mo-
cowo do posiadanego wzmacniacza. Im
wiÍksze t³umienie filtrÛw zwrotnicy,
tym lepsze zabezpieczenie g³oúnikÛw!
Zagadnienie moøna teø odwrÛciÊ. Jeúli
posiadamy duøy zapas mocy na g³oú-
nikach w†stosunku do wzmacniacza,
nie musimy stosowaÊ drogich zwrotnic
18 dB.
Autor dziÍkuje firmie PPH ìJANBOî
z†Wo³omina za udostÍpnienie wybra-
nych egzemplarzy zwrotnic oraz apa-
ratury do pomiarÛw i†sporz¹dzenia
przedstawionych wykresÛw.
Korektor impedancji w†przypadku
g³oúnika niskotonowego kompensuje in-
dukcyjny charakter impedancji cewki
g³oúnika dla duøych czÍstotliwoúci,
dziÍki czemu wypadkowa opornoúÊ
cewki g³oúnika i†korektora dla ca³ego
pasma pracy nie ulega gwa³townemu
wzrostowi i†jest zbliøona bardziej do
rzeczywistej rezystancji. Pozwala to na
mniejsze przesuniÍcia fazowe, co poza
walorami akustycznymi umoøliwia pe³-
niejsze wydzielanie mocy rzeczywistej
na cewce g³oúnika.
Rys. 7.
26
Elektronika Praktyczna 10/98
[ Pobierz całość w formacie PDF ]