ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΝΕΡΓΟΥ ΗΧΕΙΟΥ ACT-6 (1ο μέρος)

Μηνύματα
354
Reaction score
1.134
ΓΙΑΤΙ ΝΑ TO ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΩ
Τα ενεργά ηχεία, για μια σειρά γνωστών και πολυσυζητημένων εμπορικών λόγων, δεν είναι ο κανόνας στην αγορά αν και τεχνικά υπερτερούν των αντίστοιχων παθητικών σε όλα τα σημεία. Στην αγορά που απευθύνεται κυρίως στους επαγγελματίες (στούντιο εγγραφής κι επεξεργασίας ήχου) υπάρχουν αρκετά ενεργά ή αυτο-ενισχυόμενα (όπως κάποιοι τα αποκαλούν) ηχεία , αλλά τα περισσότερα προορίζονται για χρήση μόνιτορ (ακρόαση σε μικρή απόσταση). Ηχεία δαπέδου αποκλειστικά για οικιακή χρήση είτε σπανίζουν είτε είναι πολύ ακριβά για τον μέσο μουσικόφιλο.

ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

  • Ενεργά ηχεία δαπέδου πλήρους φάσματος, τριών δρόμων, τεσσάρων μεγαφώνων, κατάλληλα για οικιακό χώρο έως 25τμ.
  • Το δεύτερο επιπλέον woofer, με τον ανεξάρτητο ενισχυτή του, προορίζεται για την αντιστάθμιση της ενίσχυσης του άνω φάσματος από το πλάτος της πρόσοψης του ηχείου (baffle width step frequency response equalization).
  • Τα δύο woofer 6,5ιντσών μοιράζονται κοινή καμπίνα τύπου γραμμής μεταφοράς, ενώ το squawker 4ιντσών διαθέτει τη δική του ανεξάρτητη καμπίνα κλειστού τύπου.
  • https://audiojudgement.com/transmission-line-speaker-design/
  • https://audiojudgement.com/sealed-enclosure-closed-box/
  • Στo woofer και στο mid-woofer καθώς και στο κάτω φάσμα του squawker, ο διαχωρισμός συχνοτήτων θα γίνεται από το ενεργό crossover. Το tweeter και το άνω φάσμα του squawker οδηγούνται μέσω παθητικού crossover.
  • Χρησιμοποιούνται τρείς όμοιοι ενισχυτές σε κάθε ηχείο. Οι δύο οδηγούν από ένα woofer και ο τρίτος οδηγεί τα squawker και tweeter.
  • Πλήρης προστασία μεγαφώνων από θορύβους έναρξης-παύσης και συνεχή τάση.
  • Ενισχυτές τάξης ΑΒ κι όχι διαμόρφωσης πλάτους παλμών (PWM).
  • Δεν χρησιμοποιείται ένα κοινό τροφοδοτικό για την ενίσχυση, αλλά κάθε ενισχυτής διαθέτει το δικό του ανεξάρτητο τροφοδοτικό από ξεχωριστά τυλίγματα του μετασχηματιστή. Το τροφοδοτικό κάθε ενισχυτή φιλοξενείται πάνω στην ίδια πλακέτα, προς μηδενισμό του μήκους των κρίσιμων καλωδιώσεων τροφοδοσίας και την εξάλειψη πιθανών βρόχων γείωσης.
  • Το ενεργό crossover διαθέτει σταθεροποιημένο τροφοδοτικό στην ίδια πλακέτα, με ανεξάρτητα τυλίγματα στον μετασχηματιστή.
  • Τα τροφοδοτικά είναι κανονικά (μετασχηματιστής, ανόρθωση και πυκνωτικό φίλτρο) κι όχι διαμόρφωσης παλμών (SMPS).
  • Αποκλειστική χρήση υλικών με ακροδέκτες (TH) κι όχι επιφανειακής στήριξης (SMD).
  • Η σχεδίαση βασίζεται σε δοκιμασμένες τεχνικές και οι κατασκευαστικές πρακτικές που ακολουθούνται κρατούν το κόστος υλοποίησης χαμηλό μεν, αλλά δίχως ποιοτικούς συμβιβασμούς στα κρίσιμα σημεία.
ΕΝΕΡΓΟ CROSSOVER
To crossover αποτελείται από τον απομονωτή (buffer) εισόδου (U3-A), που εξασφαλίζει υψηλή αντίσταση εισόδου - «φιλική» προς τον προενισχυτή- και την απαραίτητη χαμηλή αντίσταση που πρέπει να «βλέπουν» τα φίλτρα του crossover που ακολουθούν.
Αυτά είναι τύπου Sallen-Key δεύτερης τάξης (12dB/oct) και υπολογισμένα για Q=0,5 κατά Linkwitz. Μεγαλύτερης κλίσης φίλτρα άνετα θα μπορούσαν να είχαν χρησιμοποιηθεί, αλλά το αποφεύγω, διότι από προσωπική εμπειρία έχω διαπιστώσει πως ο ήχος τους, αν κι αψεγάδιαστος τεχνικά, δίνει μια τελική αίσθηση πως στερείται «μουσικότητας» και «ροής».
Το υψιπερατό φίλτρο (των squawker και tweeter) και το βαθυπερατό φίλτρο (των woofer) με αποκοπή στα 800Ηz, χτίζονται γύρω από τους τελεστικούς ενισχυτές U3-B και U4-A αντίστοιχα. Χρησιμοποιώ δύο διαφορετικά ολοκληρωμένα κυκλώματα στις θέσεις αυτές, διότι μ’ αρέσουν περισσότερο τα μεσοϋψηλά των OPA2134 και περισσότερο τα χαμηλά των ΝΕ5532. Βεβαίως είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί ο ίδιος τύπος και στις δύο περιπτώσεις, όπως και το να χρησιμοποιηθούν οποιοιδήποτε άλλοι διπλοί τελεστικοί κατά βούληση (LM4562, ΟΡΑ2604, κλπ).
Τη διόρθωση του «σκαλοπατιού» στην απόκριση, εξαιτίας του πλάτους (30εκ) της καμπίνας, αναλαμβάνει το βαθυπερατό φίλτρο γύρω από τον U4-Β. H χρήση δεύτερου woofer με ξεχωριστό ενισχυτή, επιτρέπει την συνολική ενίσχυση του φάσματος κάτω των 400Hz κατά +6dB, επιφέροντας την ισοστάθμιση όλων των ακουστικών περιοχών. https://sound-au.com/bafflestep.htm
Η ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης τροφοδοσίας γίνεται με δύο γέφυρες που ταυτόχρονα δημιουργούν και μια «τεχνητή» γείωση, ενώ τη σταθεροποίηση των συμμετρικών τάσεων (+_15V) αναλαμβάνουν τα γνωστά «ήσυχα» regulator LM317-(U1) και LM337-(U2).

ΕΝΙΣΧΥΣΗ
Οι ενισχυτές είναι πανομοιότυποι και χρησιμοποιούν τον καταξιωμένο τελεστικό ενισχυτή ισχύος LM3886 να λειτουργεί με κέρδος (+26dB).
Ο πυκνωτής εισόδου και οι πυκνωτές της ανάδρασης των ενισχυτών του άνω φάσματος είναι μικρότερης χωρητικότητας από αυτούς των ενισχυτών του μπάσου, ώστε να ελαττώνεται ακόμα περισσότερο η ήδη χαμηλή παραμόρφωση ενδοδιαμόρφωσης (ΙΜD) και να υποστηρίζεται επικουρικά η δράση των φίλτρων του ενεργού crossover.
Η ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης τροφοδοσίας γίνεται με δύο γέφυρες που ταυτόχρονα δημιουργούν και μια «τεχνητή» γείωση, αντί της κλασικής μεθόδου με μία γέφυρα και μεσαία λήψη μετασχηματιστή, διότι αυτό εξασφαλίζει τροφοδοτικό με σημαντικά χαμηλότερη εσωτερική σύνθετη αντίσταση.
Οι συμμετρικές τάσεις λειτουργίας (+_25V) και η επακόλουθη ισχύς εξόδου, ορίστηκαν έτσι ώστε τα LM3886 να δουλεύουν διαρκώς εντός της ασφαλούς περιοχής λειτουργίας τους (SOA). Έτσι τα ενσωματωμένα κυκλώματα προστασίας του ενισχυτή θα είναι πάντα σε αδράνεια, πρακτική που διατηρεί αναλλοίωτες τις χροιές της φωνής και των οργάνων στις κορυφώσεις του προγράμματος ακόμα κι αν αυτές εκτείνονται (ή ξεπερνούν στιγμιαία) ως και τη μέγιστη ισχύ εξόδου.
Όλες οι γειώσεις του κυκλώματος καταλήγουν σ’ ένα σημείο (star GND) για την εξάλειψη του θορύβου.
Η R5 μαζί τον C4 και τη δίοδο ζένερ DZ1 εξασφαλίζουν την προστασία των μεγαφώνων από τους θορύβους έναρξης-παύσης λειτουργίας των ενισχυτών.
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του LM3886 περιγράφονται με κάθε λεπτομέρεια στο φυλλάδιο του κατασκευαστή και είναι εξαιρετικά. Δεν είναι άλλωστε τυχαίο που επιφανείς κατασκευαστές όπως ο Jeff Roland, η Moonriver και πολλοί άλλοι, το έχουν χρησιμοποιήσει σ’ ενισχυτές τους που γνώρισαν μεγάλη εμπορική επιτυχία.
 

Attachments

Last edited:

Μηνύματα
354
Reaction score
1.134
ΓΙΑΤΙ ΝΑ TO ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΩ
Τα ενεργά ηχεία, για μια σειρά γνωστών και πολυσυζητημένων εμπορικών λόγων, δεν είναι ο κανόνας στην αγορά αν και τεχνικά υπερτερούν των αντίστοιχων παθητικών σε όλα τα σημεία. Στην αγορά που απευθύνεται κυρίως στους επαγγελματίες (στούντιο εγγραφής κι επεξεργασίας ήχου) υπάρχουν αρκετά ενεργά ή αυτο-ενισχυόμενα (όπως κάποιοι τα αποκαλούν) ηχεία , αλλά τα περισσότερα προορίζονται για χρήση μόνιτορ (ακρόαση σε μικρή απόσταση). Ηχεία δαπέδου αποκλειστικά για οικιακή χρήση είτε σπανίζουν είτε είναι πολύ ακριβά για τον μέσο μουσικόφιλο.

ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

  • Ενεργά ηχεία δαπέδου πλήρους φάσματος, τριών δρόμων, τεσσάρων μεγαφώνων, κατάλληλα για οικιακό χώρο έως 25τμ.
  • Το δεύτερο επιπλέον woofer, με τον ανεξάρτητο ενισχυτή του, προορίζεται για την αντιστάθμιση της ενίσχυσης του άνω φάσματος από το πλάτος της πρόσοψης του ηχείου (baffle width step frequency response equalization).
  • Τα δύο woofer 6,5ιντσών μοιράζονται κοινή καμπίνα τύπου γραμμής μεταφοράς, ενώ το squawker 4ιντσών διαθέτει τη δική του ανεξάρτητη καμπίνα κλειστού τύπου.
  • https://audiojudgement.com/transmission-line-speaker-design/
  • https://audiojudgement.com/sealed-enclosure-closed-box/
  • Στo woofer και στο mid-woofer καθώς και στο κάτω φάσμα του squawker, ο διαχωρισμός συχνοτήτων θα γίνεται από το ενεργό crossover. Το tweeter και το άνω φάσμα του squawker οδηγούνται μέσω παθητικού crossover.
  • Χρησιμοποιούνται τρείς όμοιοι ενισχυτές σε κάθε ηχείο. Οι δύο οδηγούν από ένα woofer και ο τρίτος οδηγεί τα squawker και tweeter.
  • Πλήρης προστασία μεγαφώνων από θορύβους έναρξης-παύσης και συνεχή τάση.
  • Ενισχυτές τάξης ΑΒ κι όχι διαμόρφωσης πλάτους παλμών (PWM).
  • Δεν χρησιμοποιείται ένα κοινό τροφοδοτικό για την ενίσχυση, αλλά κάθε ενισχυτής διαθέτει το δικό του ανεξάρτητο τροφοδοτικό από ξεχωριστά τυλίγματα του μετασχηματιστή. Το τροφοδοτικό κάθε ενισχυτή φιλοξενείται πάνω στην ίδια πλακέτα, προς μηδενισμό του μήκους των κρίσιμων καλωδιώσεων τροφοδοσίας και την εξάλειψη πιθανών βρόχων γείωσης.
  • Το ενεργό crossover διαθέτει σταθεροποιημένο τροφοδοτικό στην ίδια πλακέτα, με ανεξάρτητα τυλίγματα στον μετασχηματιστή.
  • Τα τροφοδοτικά είναι κανονικά (μετασχηματιστής, ανόρθωση και πυκνωτικό φίλτρο) κι όχι διαμόρφωσης παλμών (SMPS).
  • Αποκλειστική χρήση υλικών με ακροδέκτες (TH) κι όχι επιφανειακής στήριξης (SMD).
  • Η σχεδίαση βασίζεται σε δοκιμασμένες τεχνικές και οι κατασκευαστικές πρακτικές που ακολουθούνται κρατούν το κόστος υλοποίησης χαμηλό μεν, αλλά δίχως ποιοτικούς συμβιβασμούς στα κρίσιμα σημεία.
ΕΝΕΡΓΟ CROSSOVER
To crossover αποτελείται από τον απομονωτή (buffer) εισόδου (U3-A), που εξασφαλίζει υψηλή αντίσταση εισόδου - «φιλική» προς τον προενισχυτή- και την απαραίτητη χαμηλή αντίσταση που πρέπει να «βλέπουν» τα φίλτρα του crossover που ακολουθούν.
Αυτά είναι τύπου Sallen-Key δεύτερης τάξης (12dB/oct) και υπολογισμένα για Q=0,5 κατά Linkwitz. Μεγαλύτερης κλίσης φίλτρα άνετα θα μπορούσαν να είχαν χρησιμοποιηθεί, αλλά το αποφεύγω, διότι από προσωπική εμπειρία έχω διαπιστώσει πως ο ήχος τους, αν κι αψεγάδιαστος τεχνικά, δίνει μια τελική αίσθηση πως στερείται «μουσικότητας» και «ροής».
Το υψιπερατό φίλτρο (των squawker και tweeter) και το βαθυπερατό φίλτρο (των woofer) με αποκοπή στα 800Ηz, χτίζονται γύρω από τους τελεστικούς ενισχυτές U3-B και U4-A αντίστοιχα. Χρησιμοποιώ δύο διαφορετικά ολοκληρωμένα κυκλώματα στις θέσεις αυτές, διότι μ’ αρέσουν περισσότερο τα μεσοϋψηλά των OPA2134 και περισσότερο τα χαμηλά των ΝΕ5532. Βεβαίως είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί ο ίδιος τύπος και στις δύο περιπτώσεις, όπως και το να χρησιμοποιηθούν οποιοιδήποτε άλλοι διπλοί τελεστικοί κατά βούληση (LM4562, ΟΡΑ2604, κλπ).
Τη διόρθωση του «σκαλοπατιού» στην απόκριση, εξαιτίας του πλάτους (30εκ) της καμπίνας, αναλαμβάνει το βαθυπερατό φίλτρο γύρω από τον U4-Β. H χρήση δεύτερου woofer με ξεχωριστό ενισχυτή, επιτρέπει την συνολική ενίσχυση του φάσματος κάτω των 400Hz κατά +6dB, επιφέροντας την ισοστάθμιση όλων των ακουστικών περιοχών. https://sound-au.com/bafflestep.htm
Η ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης τροφοδοσίας γίνεται με δύο γέφυρες που ταυτόχρονα δημιουργούν και μια «τεχνητή» γείωση, ενώ τη σταθεροποίηση των συμμετρικών τάσεων (+_15V) αναλαμβάνουν τα γνωστά «ήσυχα» regulator LM317-(U1) και LM337-(U2).

ΕΝΙΣΧΥΣΗ
Οι ενισχυτές είναι πανομοιότυποι και χρησιμοποιούν τον καταξιωμένο τελεστικό ενισχυτή ισχύος LM3886 να λειτουργεί με κέρδος (+26dB).
Ο πυκνωτής εισόδου και οι πυκνωτές της ανάδρασης των ενισχυτών του άνω φάσματος είναι μικρότερης χωρητικότητας από αυτούς των ενισχυτών του μπάσου, ώστε να ελαττώνεται ακόμα περισσότερο η ήδη χαμηλή παραμόρφωση ενδοδιαμόρφωσης (ΙΜD) και να υποστηρίζεται επικουρικά η δράση των φίλτρων του ενεργού crossover.
Η ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης τροφοδοσίας γίνεται με δύο γέφυρες που ταυτόχρονα δημιουργούν και μια «τεχνητή» γείωση, αντί της κλασικής μεθόδου με μία γέφυρα και μεσαία λήψη μετασχηματιστή, διότι αυτό εξασφαλίζει τροφοδοτικό με σημαντικά χαμηλότερη εσωτερική σύνθετη αντίσταση.
Οι συμμετρικές τάσεις λειτουργίας (+_25V) και η επακόλουθη ισχύς εξόδου, ορίστηκαν έτσι ώστε τα LM3886 να δουλεύουν διαρκώς εντός της ασφαλούς περιοχής λειτουργίας τους (SOA). Έτσι τα ενσωματωμένα κυκλώματα προστασίας του ενισχυτή θα είναι πάντα σε αδράνεια, πρακτική που διατηρεί αναλλοίωτες τις χροιές της φωνής και των οργάνων στις κορυφώσεις του προγράμματος ακόμα κι αν αυτές εκτείνονται (ή ξεπερνούν στιγμιαία) ως και τη μέγιστη ισχύ εξόδου.
Όλες οι γειώσεις του κυκλώματος καταλήγουν σ’ ένα σημείο (star GND) για την εξάλειψη του θορύβου.
Η R5 μαζί τον C4 και τη δίοδο ζένερ DZ1 εξασφαλίζουν την προστασία των μεγαφώνων από τους θορύβους έναρξης-παύσης λειτουργίας των ενισχυτών.
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του LM3886 περιγράφονται με κάθε λεπτομέρεια στο φυλλάδιο του κατασκευαστή και είναι εξαιρετικά. Δεν είναι άλλωστε τυχαίο που επιφανείς κατασκευαστές όπως ο Jeff Roland, η Moonriver και πολλοί άλλοι, το έχουν χρησιμοποιήσει σ’ ενισχυτές τους που γνώρισαν μεγάλη εμπορική επιτυχία.
Ο μετασχηματιστής του ACT-6. Απαιτείται ένας ανά ενεργό ηχείο.
1675290583201.png
 


Μηνύματα
354
Reaction score
1.134
Γιατί τα squaker και tweeter έχουν παθητικό κροςς?
Kαθαρά λόγω κοστολογίου.
Το tweeter ούτως ή άλλως θα χρειαζόταν έναν ποιοτικό(=ακριβό) πυκνωτή (25μF) προστασίας από το DC-offset (ελάχιστο αλλά υπαρκτό) του ενισχυτή, ενώ η ακουστική υποβάθμιση που επιφέρει αυτή η σχεδιαστική υπαναχώρηση είναι αμελητέα για την κατηγορία και τον προορισμό του ηχείου.
Ο μεγάλος αδελφός του ACT-8, που προορίζεται για μεγαλύτερους χώρους και είναι ακόμα στα "χαρτιά", ακολουθεί όμοια σχεδιαστική προσέγγιση με όμοιο αριθμό μεγαφώνων, αλλά είναι πλήρως ενεργό σε όλες τις μονάδες του.
 
Last edited:

Μηνύματα
25.377
Reaction score
22.522
Nα υποθέσω ότι ο ενισχυτής δεν έχει προστασία για dc offset.
Θα ήθελα όμως το μιντ και το τουίτερ να έχουν διακριτό ενεργό κροςς το καθένα.
Ετσι μόνο νοείται ενεργό ηχείο με ενεργό κροςς σε όλους τους δρόμους.
 

Μηνύματα
354
Reaction score
1.134
Nα υποθέσω ότι ο ενισχυτής δεν έχει προστασία για dc offset.
Το LM33886 "πυροδοτεί" το κύκλωμα προστασίας για offset από +_1,2V. Αλλά γεγονός είναι πως τα tweeter διαθέτουν ελάχιστη "διαδρομή" θόλου κι επομένως ακόμα και η παραμικρή (αμελητέα για woofer) συνεχής τάση τους αφαιρεί μέρος από την "ωφέλιμη" στάθμη (-dB) αναπαραγωγής.
 



toulou

Δικαναλίδης
Μηνύματα
1.255
Reaction score
1.607
Μερσί.
Zener Voltage 16V με 25 στα rails... Φτάνουν τέτοιες τιμές τα thumps !? Για R5 και C4 τι τιμές έχεις διαλέξει;
 
Last edited:

Μηνύματα
354
Reaction score
1.134
Φτάνουν τέτοιες τιμές τα thumps !?
Δεν καταλαβαίνω την ορολογία σου.
Για R5 και C4 τι τιμές έχεις διαλέξει;
Το κατώφλι απενενεργοποίησης της σίγασης είναι 2,6V/0,5mA. Την τιμή της αντίστασης, προσαρμοσμένη στην τάση που χρησιμοποιείς, θα την υπολογίσεις εύκολα από τα γραφικά.
Ομοίως η επιθυμητή χρονοκαθυστέρηση ορίζεται από τη σχέση Τ(sec)=R(Ω)*C(F).
1675551787937.png
 
Last edited:

toulou

Δικαναλίδης
Μηνύματα
1.255
Reaction score
1.607
Χμ! Είχα παρεξηγήσει (...εντελώς...) την λειτουργία σίγασης των LM.
Εκανα το διάβασμά μου ΟΚ
 




Staff online

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ

Threads
168.273
Μηνύματα
2.761.755
Members
37.354
Νεότερο μέλος
nikosfr
Top