Poprawa odtwarzania basów
Autor: A.W.
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 24, Marzec 1974r., Nr 3
Zagadnienie polepszania brzmienia muzyki odtwarzanej za pomocą urządzeń elektroakustycznych jest wciąż aktualne. Widoczny w ostatnich latach postęp dotyczy przede wszystkim nowych urządzeń wyższej klasy. Przeważająca większość radiosłuchaczy i miłośników muzyki korzysta jednak z urządzeń średniej klasy, odtwarzających skutecznie wąskie pasmo częstotliwości od 200 do 4000÷5000Hz na ogół z niedoskonałym odtwarzaniem basów. Jak polepszyć brzmienie tych urządzeń za pomocą prostych środków?
Podajemy tu kilka rozwiązań, których zastosowanie nie powinno przedstawiać trudności nawet dla mało zaawansowanych radioamatorów. Do głównych przyczyn niezadowalającego brzmienia muzyki odtwarzanej za pomocą urządzeń elektroakustycznych należą:
- niskie parametry przetwornika składającego się z głośnika i jego obudowy,
- zbyt wąskie pasmo odtwarzanych efektywnie częstotliwości, szczególnie w zakresie basów,
- zanik słyszalności tonów niskich w wysokich przy zmniejszaniu głośności, wynikający z własności słuchu ludzkiego.
Małe, tanie głośniki w niewielkich skrzynkach są przetwornikami niskiej klasy, kiepsko nadającymi się do wartościowej reprodukcji audycji muzycznych. Główne ich wady to: brak basów, silnie "postrzępiona" charakterystyka częstotliwościowa oraz silnie uwydatnione rezonanse własne układu drgającego głośnika i obudowy.
Walory popularnego odbiornika radiofonicznego i gramofonu elektrycznego mogą być znacznie zwiększone dzięki zastosowaniu lepszej klasy głośników w odpowiedniej obudowie, czyli zestawu głośnikowego. Może być gotowy zestaw wytwarzany fabrycznie lub zestaw wykonany we własnym zakresie (Dane techniczne zestawów ZWG TONSIL były opublikowane w nrach 7/1973 i 2/1974). Efekt będzie tym lepszy, im wyższej klasy zastosuje się zestaw głośnikowy w porównaniu do własności urządzenia pierwotnego. W przypadku tanich urządzeń z głośnikami o mocy do 2W i średnicy do 150mm - można zastosować rozwiązanie przedstawione na rysunku 1.
Rys. 1. Schemat układu tłumiącego częstotliwości średnie za pomocą obwodu rezonansowego C1L1
W szereg z cewką głośnika włącza się obwód rezonansowy tłumiący częstotliwości średnie. Spowoduje to uwypuklenie basów i sopranów. Wpływ obwodu na charakterystykę częstotliwościową może być regulowany opornikiem zmiennym R1 tak, jak to pokazano na rys. 1b.
Można zastosować również regulację skokową za pomocą kilku oporników stałych i odpowiedniego przełącznika. Cewka L1 powinna mieć indukcyjność równą 1mH, a wypadkowa pojemność dwu kondensatorów elektrolitycznych - wynosić 25μF. Największe tłumienie zastosowanego obwodu powinno przypadać w środkowym zakresie pasma akustycznego, a więc 1000 do 1500Hz. Działanie takiego obwodu tłumiącego jest szczególnie skuteczne przy małej głośności odsłuchu muzyki, wówczas bowiem łatwo dominują częstotliwości średnie i muzyka brzmi "płasko".
Lepsze rozwiązanie jest przedstawione na rys. 2. Wymaga ono zastosowania dwóch głośników. Częstotliwość rezonansowa głośnika nisko - średniotonowego powinna przy tym wynosić nie więcej niż 100Hz. W szereg z tym głośnikiem jest włączona cewka L2 powodująca osłabienie tonów wysokich i średnich o 6dB na oktawę, poczynając od częstotliwości, przy której reaktancja wnoszona przez indukcyjność obwodu staje się liczbowo równa rezystancji tegoż obwodu.
Rys. 2. Schemat układu dwugłośnikowego umożliwiającego osłabienie częstotliwości wysokich i średnich
W szereg z głośnikiem wysokotonowym jest włączony kondensator C2, który ogranicza przepustowość obwodu dla częstotliwości małych i średnich o 6dB na oktawę. Jeżeli indukcyjność cewki L2 i pojemność kondensatora C2 zostaną dobrane właściwie, można otrzymać wypadkową charakterystykę częstotliwościową z siodłowym wgłębieniem w zakresie średnich częstotliwości akustycznych. W ten sposób mogą zostać uwypuklone o 12÷18dB basy i soprany. Wpływ elementów filtrujących można osłabić przez równoległe przyłączenie oporników zmiennych (50÷100Ω). Zalecane wartości:
- głośnik o impedancji cewki 4Ω:
L2 = 1mH, C2 = 4,7μF - głośnik o impedancji cewki 8Ω:
L2 = 2mH, C2 = 2,2μF.
Cewki o takiej indukcyjności mogą być nawinięte jako powietrzne drutem 0,8÷1,2mm na prowizorycznym korpusie o wymiarach: średnica wałka 25mm, odstęp między ściankami korpusu 25mm. Liczba zwojów powinna wynosić 200 dla indukcyjności 1mH i 270 dla indukcyjności 2mH. Do nawijania cewek można wykorzystać stare szpule od taśmy magnetofonowej. Liczba zwojów będzie odpowiednio równa 130 zwojów i 190 zwojów. Nic nie stoi na przeszkodzie w zastosowaniu odpowiednich cewek nawiniętych na rdzeniach ferromagnetycznych. Wykonanie cewek z odczepami umożliwia przesuwanie częstotliwości, od której poczynając wpływ cewki staje się zauważalny.
Posiadacze tanich odbiorników lampowych niższej klasy mogą przeprowadzić eksperymenty polepszenia ich brzmienia przez dodanie głośnika wysokotonowego z zastosowaniem osobnego transformatora według układu przedstawionego na rys. 3.
Rys. 3. Układ z dodatkowym głośnikiem wysokotonowym i transformatorem
Transformator TR2 powinien mieć małą wartość indukcyjności uzwojenia pierwotnego. Wówczas uzwojenie pierwotne nie wpływa na przetwarzanie tonów niskich przez głośnik nisko - średniotonowy (główny głośnik odbiornika). Przy tonach średnich transformator Tr2 działa analogicznie jak cewka L2 w układzie z rys. 2. Przy tonach wysokich działa on skutecznie jako transformator zasilający głośnik wysokotonowy (Gw). Pojemność kondensatora C3 bocznikuje uzwojenie pierwotne transformatora TR1, zmniejszając impedancję dla częstotliwości większych, które powinny być przenoszone przez transformator Tr2.
Osłabienie częstotliwości 500÷2000Hz można uzyskać wmontowując do wzmacniacza m.cz. odpowiednie filtry. Jest to sposób najwłaściwszy, ponieważ moce są w tym przypadku znikomo małe i realizacja filtrów nie wymaga wykonania kłopotliwych elementów. Zastosowanie filtrów wymaga jednak dostatecznej znajomości radiotechniki i dokonania pewnych przeróbek w układzie wzmacniacza lub odbiornika. Na rys. 4 przedstawiono układ filtru RC (filtr podwójne T) włączonego między stopień wzmocnienia napięciowego a siatkę lampy głośnikowej. Filtr ten tłumi częstotliwości średnie o około 15dB, to jest napięciowo prawie 6-krotnie. Równolegle przyłączony wyłącznik W4 umożliwia zwarcie filtru, gdy nie zamierza się z niego korzystać. Filtr taki w połączeniu z dość szeroko stosowanym obecnie we wzmacniaczach m.cz. regulatorem basów i sopranów działa nadzwyczaj skutecznie. Jest wówczas możliwe uzyskanie podniesienia (elektrycznie) charakterystyki częstotliwościowej w zakresie basów o 30÷35dB (w odniesieniu do 1000Hz).
Rys. 4. Schemat filtru RC tłumiącego częstotliwości średnie
Warto w tym miejscu zwrócić uwagę na małą skuteczność działania wspomnianych regulatorów basów i sopranów w przypadku urządzeń elektroakustycznych przenoszących wąskie pasmo częstotliwości. Jak wiadomo, regulatory te zmieniają przebieg charakterystyki częstotliwościowej w odniesieniu do stałego punktu położonego w przedziale 800÷1000Hz. Podniesienie charakterystyki częstotliwościowej w zakresie tonów niskich powoduje równocześnie znaczne wzmocnienie częstotliwości 250÷600Hz dobrze przetwarzanych nawet przez tanie głośniki, w skrzynkach o niewielkich wymiarach. Dodać należy, że w tym zakresie występują często silne niepożądane rezonanse obudowy. Inaczej mówiąc - "prawdziwe basy" nie będą słyszalne, ponieważ głośnik ich nie przetwarza dostatecznie skutecznie, natomiast silnie uwydatnią się mniejsze częstotliwości należące do zakresu tonów średnich, maskując inne tony i często nadając dźwiękom brzmienie "beczkowane". Regulatory tego typu działają dobrze w zestawach odtwarzających (łącznie z głośnikami) pasmo 60÷10000Hz.
Na zakończenie uwaga ogólna. W przypadku powszechnie stosowanych głośników "uniwersalnych" z dość sztywno zawieszonymi membranami nawet przy bardzo wydatnym podniesieniu charakterystyki częstotliwości za pomocą układów elektrycznych nie uda się przesunąć pasma przetwarzanych skutecznie częstotliwości w kierunku częstotliwości mniejszych o więcej niż pół oktawy. Natomiast można dość łatwo zapobiec zbyt silnemu odtwarzaniu tonów średnich i ich działaniu "maskującemu".
Chcąc uzyskać wyraźne efekty w zakresie poprawy jakości brzmienia muzyki, należy doskonalić zarówno same zestawy głośnikowe, jak i wprowadzać odpowiednie korektory elektryczne. Wytwarzane w kraju nowe typy głośników i zestawów głośnikowych stwarzają sprzyjające ku temu warunki.
Udostępnił Grzegorz 'gsmok' Makarewicz