Двойные звуковые катушки

Не так давно в индустрии автомобильных динамиков появился принципиально новый тип сабвуферов, окрещенный "сабвуфером с двойной звуковой катушкой". Новинка сразу же была оценена по достоинству профессиональными инсталляторами, но для большинства обычных потребителей она так и осталась "темной лошадкой". В рамках настоящей статьи мы постараемся рассказать нашим читателям об этом типе "сабов", о его преимуществах и недостатках.

Преобладающее большинство динамиков, представленных сегодня на рынке автомобильного аудио, - это головки электродинамического типа. Их принцип действия основывается на законе физики, согласно которому сила, действующая на проводник с током (звуковая катушка), помещенный в постоянное магнитное поле (создаваемое магнитом динамика), пропорциональна току, протекающему через проводник, длине этого проводника и магнитной индукции. Ее называют силой Ампера. В переводе на более доступный язык это означает, что под воздействием электрического сигнала, поступающего от усилителя мощности, звуковая катушка, помещенная в магнитное поле, под воздействием возникающей силы начинает совершать колебания. Направление движения катушки соответствует полярности электрического сигнала: положительный импульс заставляет ее двигаться в одном направлении (например, вперед), а отрицательный импульс - в противоположную сторону, т.е. назад.

Зная, как ведет себя звуковая катушка под воздействием электрического сигнала, нетрудно понять, что происходит с диффузором динамика, который прикреплен к звуковой катушке. Очевидно, что колебания диффузора будут в точности соответствовать перемещениям катушки, а значит, соответствовать электрическому сигналу. Колебания диффузора вызывают возмущения в окружающей среде (воздухе), вследствие чего рождается акустическая волна, и мы слышим звук.

Что это за зверь - динамик с двойной звуковой катушкой?

Двухобмоточная катушка

Динамики с двойной звуковой катушкой - это все те же головки электродинамического типа, да и внешне они мало чем отличаются от аналогов с одной звуковой катушкой. Их можно "вычислить" разве что по дополнительной паре клемм для подключения усилителя мощности. Впрочем, эта пара клемм - уже следствие технологии, а причина состоит в наличии независимого дополнительного провода, который наматывается на каркас звуковой катушки поверх стандартной обмотки. Обычно оба этих проводника изготавливаются из одного материала и имеют идентичное число витков с близкими электрическими характеристиками.

Ясно, что введение дополнительной обмотки приводит к удорожанию конструкции сабвуфера. Но, как ни парадоксально, к явному выигрышу это не ведет, а по таким критериям, как характеристическая чувствительность, КПД и пр. такие сабвуферы вполне могут проиграть традиционным. Так почему же конструкции с двойной звуковой катушкой, точнее говоря - с двойной обмоткой, настолько популярны?

За что пиастры выкладываем?

Главное и, пожалуй, единственное преимущество таких сабвуферов - гибкость в подключении. Продублированная обмотка позволяет соединить сабвуфер с усилителем тремя способами: последовательно, параллельно или независимо, позволяя менять электрическое сопротивление сабвуфера нужным образом.

В параллельной схеме подключения полное электрическое сопротивление сабвуфера будет составлять половину от сопротивления одной обмотки. Так, например, если сопротивление каждой обмотки - 4 Ом, то при параллельном подключении общее сопротивление сабвуфера снизится до 2 Ом. Достоинство такого варианта включения всего одно, но весомое, - пониженное электрическое сопротивление сабвуфера позволит усилителю мощности развить больший ток в выходных каскадах, а это даст основательную прибавку в мощности.

Последовательная схема подразумевает последовательное включение обмоток. В таком варианте общее сопротивление сабвуфера будет равняться сумме сопротивлений каждой обмотки. Возвращаясь к примеру, описанному чуть выше, легко подсчитать, что в данном случае оно составит 8 Ом. Наиболее очевидный плюс от такого включения - пониженный уровень нелинейных искажений.

Наконец, последний из простейших вариантов включения - независимый. Он назван так потому, что каждая звуковая катушка или обмотка (кому как нравится) подключается к отдельному каналу усилителя мощности. Этот вариант включения особенно полезен для тех усилителей, которые конструктивно не способны работать в мостовом соединении. Именно такой тип включения надо признать родоначальником сабвуферов с двойной звуковой катушкой. И вот почему. В отличие от автомобильных усилителей, их домашние собратья в принципе не могут работать в мостовом включении. По этой причине и были разработаны сабвуферы с двойной звуковой катушкой, чтобы получить возможность независимые каналы усилителя (левый/правый) нагрузить на независимые обмотки сабвуфера.

Однако последний вариант включения нельзя бездумно применять когда вздумается. Почему? Читаем дальше.

Ограничения, накладываемые на независимый вариант включения обмоток

Вопрос поставлен ребром, но до того как мы на него ответим, давайте вспомним, из чего состоит звуковой сигнал, и в частности, его низкочастотная составляющая. Как правило, все музыкальные композиции, будь то классика, рок, джаз или популярная музыка, на студиях записываются в стереоварианте, где сигнал одного стереоканала отличается от другого, причем не только в области средних и высоких частот, но и глубокого баса.

Теперь представим, что произойдет, если мы к первой обмотке звуковой катушки подключим один канал усилителя со своим спектром НЧ, а ко второй обмотке - другой канал, с несколько отличающимся спектром. На тех фрагментах композиции, где сигналы в обоих каналах совпадут, наш сабвуфер будет уверенно звучать, радуя слушателя. Но стоит этой гармонии хоть чуть-чуть нарушиться, как двойная звуковая катушка превратится, образно говоря, в повозку, тащить которую будут лебедь, рак и щука. Это довольно грубая аналогия, но на деле произойдет действительно нечто подобное. Возможен случай, когда в одно и то же время по одной обмотке будет проходить положительный импульс сигнала, а по другой - отрицательный. Что произойдет со звуком в таком случае, догадаться несложно, а длительная работа звуковой катушки в столь экстремальных условиях может стать причиной гибели сабвуфера.

Чтобы избежать этого, желательно всякий раз, по возможности, соединять обмотки звуковой катушки параллельно или последовательно. Если же это не представляется возможным, то необходимо помнить, что только в том случае, когда на обе обмотки подается абсолютно одинаковый сигнал, двухобмоточная звуковая катушка и сабвуфер в целом будут функционировать правильно.

Подобное ограничение на казалось бы стандартное включение сабвуферов с двойной звуковой катушкой может насторожить немало слушателей, однако надеемся, что пример включения, о котором мы сейчас расскажем, позволит снять все сомнения в пользе такого технического решения.

Немного практики

Подключайте, но осторожно...

Как мы уже говорили, сабвуферы с двойной звуковой катушкой обладают куда большей гибкостью в подключении, нежели традиционные экземпляры. Продемонстрируем это на примере пятиканального усилителя, у которого пятый канал изначально предназначен для подключения сабвуфера и конструктивно уже включен в мостовом режиме, с ограничением по сопротивлению нагрузки - не менее 4 Ом.

Допустим, мы хотим построить аудиосистему с несколькими сабвуферами, чтобы получить в автомобиле очень высокий уровень баса. Предположим, что у нас имеется по четыре сабвуфера двух типов. Первые подопытные - это четыре традиционных сабвуфера с типичным значением электрического сопротивления 4 Ом, а вторые - четверка двухобмоточных "сабов", у которых сопротивления обмоток равны и составляют 8 Ом.

Помня о том, что минимально допустимая нагрузка для усилителя мощности не должна опускаться ниже 4 Ом, найдем оптимальное соединение однообмоточных сабвуферов. Понятно, что наилучшим вариантом включения является случай, когда два динамика включены параллельно, а затем последовательно с точно такой же параллельной связкой из двух головок. Итоговое сопротивление получившейся цепочки составит 4 Ом. Вроде бы все хорошо, однако на практике такое включение имеет массу недостатков.

Устройство динамика

Из-за небольших, но неизбежных отличий между динамиками, в поведении их подвижных систем будут наблюдаться тонкие различия. Из-за них, а также из-за эффекта возникновения противо-эдс (явления, когда в движущейся звуковой катушке возникает электродвижущая сила, стремящаяся сохранить неизменным ток в катушке) соединенные последовательно динамики начнут влиять друг на друга. В результате появятся искажения и звучание в целом будет изрядно подпорчено.

Чтобы объяснить природу этого явления, приведем краткое изложение одного занятного эксперимента. Он очень прост в реализации, поэтому все желающие смогут без труда его повторить. Достаточно иметь под рукой хотя бы пару-тройку динамиков и несколько отрезков провода.

Итак, эксперимент. Суть его заключается в том, что несколько динамиков соединяются последовательно, а выводы "крайних" динамиков закорачиваются - плюс одного динамика соединяется с минусом другого, и таким образом получается замкнутая цепочка. Теперь все, что остается сделать - это нажать на диффузор любого из динамиков, сдвинув его в сторону магнитной системы. Спустя мгновение диффузоры остальных динамиков отклонятся в противоположную сторону. Так проявляется взаимное влияние при последовательном включении нескольких динамиков. Его порождает явление электромагнитной индукции. Проще говоря, если в нормальном режиме работы динамика изменяющийся электрический сигнал вызывает колебания диффузора, то в нашем эксперименте произошел обратный процесс: отклонение диффузора вызвало электрический ток (надеемся, углубляться в физику не нужно, и так все помнят школьный курс), который через последовательное соединение передался остальным динамикам, и они отреагировали отклонениями диффузоров.

В следующем эксперименте изменим тип подключения динамиков на параллельный, а затем, как и в предыдущем случае, надавим на диффузор одного из них. Тех, кто уже собрался порадоваться еще одному фокусу, мы вынуждены огорчить. Именно в этом случае динамики останутся неподвижными, потому что они абсолютно независимы, и ток, возникший благодаря отклонению диффузора одного из динамиков, прошел их, что называется, стороной. Подводя краткое резюме эксперименту, можно заметить, что параллельное соединение динамиков имеет ряд неоспоримых преимуществ перед последовательным.

Теперь вернемся к нашим динамикам двух типов. Как проявил себя первый тип динамиков - традиционный - мы уже выяснили, теперь осталось разобраться, как проявят себя двухобмоточные "сабы", чтобы понять, стоит ли игра свеч. На рисунке видно, что оптимальным включением четверки двухобмоточных сабов станет параллельная цепочка с последовательным соединением обмоток в каждом сабвуфере. Результирующее сопротивление этой цепочки составит 4 Ом. Может возникнуть сомнение - а не проявится ли здесь эффект наведенного напряжения из-за последовательного соединения двух обмоток? Однако беспокоиться не о чем, - в вышеописанном эксперименте мы имели дело с независимыми звуковыми катушками, которые были соединены последовательно. Здесь же между собой соединяются не звуковые катушки, а обмотки одной катушки, "раскачивающие" одну и ту же подвижную систему. Именно поэтому они принципиально не способны влиять друг на друга, а значит, и вносить искажения в звучание.

Надеемся, наш несколько затянувшийся эксперимент помог нашим читателям составить хоть небольшое представление о двухобмоточных сабвуферах, оценить их преимущества и выявить победителя "виртуальной дуэли". Тем не менее заметим, что с явным преимуществом победила "команда" двухобмоточных "сабов".

В заключение хотелось бы сказать несколько слов о параметрах Тиле-Смолла для двухобмоточных сабвуферов, а также о том, что с ними происходит при различных вариантах включения обмоток.

Технические характеристики двухобмоточных сабвуферов

Так делать не стоит...

Параметры Тиле-Смолла для динамиков с двойной обмоткой совершенно не зависят от того, какой вариант включения обмоток используется - последовательный или параллельный. Поэтому при вычислении объема корпуса для выбранного сабвуфера нужно руководствоваться исключительно общими и механическими характеристиками головки, а брать в расчет электрические параметры, вроде сопротивления обмоток, нет необходимости. Последний параметр необходим только при расчете сопротивления нагрузки для усилителя мощности и к объему корпуса не имеет никакого отношения.

В этой связи необходимо сделать очень важное замечание. В представлении многих "самоделкиных" бытует мнение, что ровным счетом ничего не изменится, если у сабвуфера с двумя обмотками задействовать только одну из них. Однако это мнение в корне не верно, потому что в лучшем случае такое включение приводит к потере эффективности - уменьшается глубина баса и уровень звукового давления, а в худшем - к некорректности любых расчетов относительно требуемого объема корпуса: из-за сокращения длины провода уменьшится электрическая добротность Qes, а следовательно, и полная добротность Qts.

Напоследок необходимо сказать несколько слов о том, как трактуется мощность, которую производители двухобмоточных сабвуферов указывают в паспорте своих изделий. Обычно мощность, приводимая в паспорте, относится ко всему сабвуферу, независимо от используемого варианта включения. Это означает, что если в технической документации указано, что максимальная мощность сабвуфера составляет 250 Вт, то и суммарная мощность задействованных каналов усиления не должна превышать эту цифру.

Не так давно в индустрии автомобильных динамиков появился принципиально новый тип сабвуферов, окрещенный "сабвуфером с двойной звуковой катушкой" . Новинка сразу же была оценена по достоинству профессиональными инсталляторами, но для большинства обычных потребителей она так и осталась "темной лошадкой". В рамках настоящей статьи мы постараемся рассказать нашим читателям об этом типе "сабов", о его преимуществах и недостатках.

Устройство

Преобладающее большинство динамиков, представленных сегодня на рынке автомобильного аудио, - это головки электродинамического типа. Их принцип действия основывается на законе физики, согласно которому сила, действующая на проводник с током (звуковая катушка), помещенный в постоянное магнитное поле (создаваемое магнитом динамика), пропорциональна току, протекающему через проводник, длине этого проводника и магнитной индукции. Ее называют силой Ампера. В переводе на более доступный язык это означает, что под воздействием электрического сигнала, поступающего от усилителя мощности, звуковая катушка, помещенная в магнитное поле, под воздействием возникающей силы начинает совершать колебания. Направление движения катушки соответствует полярности электрического сигнала: положительный импульс заставляет ее двигаться в одном направлении (например, вперед), а отрицательный импульс - в противоположную сторону, т.е. назад.Зная, как ведет себя звуковая катушка под воздействием электрического сигнала, нетрудно понять, что происходит с диффузором динамика, который прикреплен к звуковой катушке. Очевидно, что колебания диффузора будут в точности соответствовать перемещениям катушки, а значит, соответствовать электрическому сигналу. Колебания диффузора вызывают возмущения в окружающей среде (воздухе), вследствие чего рождается акустическая волна, и мы слышим звук.
Динамики с двойной звуковой катушкой - это все те же головки электродинамического типа, да и внешне они мало чем отличаются от аналогов с одной звуковой катушкой. Их можно "вычислить" разве что по дополнительной паре клемм для подключения усилителя мощности. Впрочем, эта пара клемм - уже следствие технологии, а причина состоит в наличии независимого дополнительного провода, который наматывается на каркас звуковой катушки поверх стандартной обмотки. Обычно оба этих проводника изготавливаются из одного материала и имеют идентичное число витков с близкими электрическими характеристиками.
Ясно, что введение дополнительной обмотки приводит к удорожанию конструкции сабвуфера. Но, как ни парадоксально, к явному выигрышу это не ведет, а по таким критериям, как характеристическая чувствительность, КПД и пр. такие сабвуферы вполне могут проиграть традиционным. Так почему же конструкции с двойной звуковой катушкой, точнее говоря - с двойной обмоткой, настолько популярны?

Подключение

Главное и, пожалуй, единственное преимущество таких сабвуферов - гибкость в подключении. Продублированная обмотка позволяет соединить сабвуфер с усилителем тремя способами: последовательно , параллельно или независимо , позволяя менять электрическое сопротивление сабвуфера нужным образом.В параллельной схеме подключения полное электрическое сопротивление сабвуфера будет составлять половину от сопротивления одной обмотки. Так, например, если сопротивление каждой обмотки - 4 Ом, то при параллельном подключении общее сопротивление сабвуфера снизится до 2 Ом. Достоинство такого варианта включения всего одно, но весомое, - пониженное электрическое сопротивление сабвуфера позволит усилителю мощности развить больший ток в выходных каскадах, а это даст основательную прибавку в мощности.
Последовательная схема подразумевает последовательное включение обмоток. В таком варианте общее сопротивление сабвуфера будет равняться сумме сопротивлений каждой обмотки. Возвращаясь к примеру, описанному чуть выше, легко подсчитать, что в данном случае оно составит 8 Ом. Наиболее очевидный плюс от такого включения - пониженный уровень нелинейных искажений.
Наконец, последний из простейших вариантов включения - независимый . Он назван так потому, что каждая звуковая катушка или обмотка (кому как нравится) подключается к отдельному каналу усилителя мощности . Этот вариант включения особенно полезен для тех усилителей, которые конструктивно не способны работать в мостовом соединении. Именно такой тип включения надо признать родоначальником сабвуферов с двойной звуковой катушкой. И вот почему. В отличие от автомобильных усилителей, их домашние собратья в принципе не могут работать в мостовом включении. По этой причине и были разработаны сабвуферы с двойной звуковой катушкой, чтобы получить возможность независимые каналы усилителя (левый/правый) нагрузить на независимые обмотки сабвуфера.
Однако последний вариант включения нельзя бездумно применять когда вздумается. Почему? Читаем дальше.

Особенности

Ограничения , накладываемые на независимый вариант включения обмоток
Вопрос поставлен ребром, но до того как мы на него ответим, давайте вспомним, из чего состоит звуковой сигнал, и в частности, его низкочастотная составляющая. Как правило, все музыкальные композиции, будь то классика, рок, джаз или популярная музыка, на студиях записываются в стереоварианте, где сигнал одного стереоканала отличается от другого, причем не только в области средних и высоких частот, но и глубокого баса.
Теперь представим, что произойдет, если мы к первой обмотке звуковой катушки подключим один канал усилителя со своим спектром НЧ, а ко второй обмотке - другой канал, с несколько отличающимся спектром. На тех фрагментах композиции, где сигналы в обоих каналах совпадут, наш сабвуфер будет уверенно звучать, радуя слушателя. Но стоит этой гармонии хоть чуть-чуть нарушиться, как двойная звуковая катушка превратится, образно говоря, в повозку, тащить которую будут лебедь , рак и щука . Это довольно грубая аналогия, но на деле произойдет действительно нечто подобное. Возможен случай, когда в одно и то же время по одной обмотке будет проходить положительный импульс сигнала, а по другой - отрицательный. Что произойдет со звуком в таком случае, догадаться несложно, а длительная работа звуковой катушки в столь экстремальных условиях может стать причиной гибели сабвуфера.
Чтобы избежать этого, желательно всякий раз, по возможности, соединять обмотки звуковой катушки параллельно или последовательно. Если же это не представляется возможным, то необходимо помнить, что только в том случае, когда на обе обмотки подается абсолютно одинаковый сигнал, двухобмоточная звуковая катушка и сабвуфер в целом будут функционировать правильно.
Подобное ограничение на казалось бы стандартное включение сабвуферов с двойной звуковой катушкой может насторожить немало слушателей, однако надеемся, что пример включения, о котором мы сейчас расскажем, позволит снять все сомнения в пользе такого технического решения.

Пример

Как мы уже говорили, сабвуферы с двойной звуковой катушкой обладают куда большей гибкостью в подключении, нежели традиционные экземпляры. Продемонстрируем это на примере пятиканального усилителя, у которого пятый канал изначально предназначен для подключения сабвуфера и конструктивно уже включен в мостовом режиме, с ограничением по сопротивлению нагрузки - не менее 4 Ом.
Допустим, мы хотим построить аудиосистему с несколькими сабвуферами, чтобы получить в автомобиле очень высокий уровень баса. Предположим, что у нас имеется по четыре сабвуфера двух типов. Первые подопытные - это четыре традиционных сабвуфера с типичным значением электрического сопротивления 4 Ом, а вторые - четверка двухобмоточных "сабов", у которых сопротивления обмоток равны и составляют 8 Ом.
Помня о том, что минимально допустимая нагрузка для усилителя мощности не должна опускаться ниже 4 Ом, найдем оптимальное соединение однообмоточных сабвуферов. Понятно, что наилучшим вариантом включения является случай, когда два динамика включены параллельно, а затем последовательно с точно такой же параллельной связкой из двух головок. Итоговое сопротивление получившейся цепочки составит 4 Ом. Вроде бы все хорошо, однако на практике такое включение имеет массу недостатков.

Из-за небольших, но неизбежных отличий между динамиками, в поведении их подвижных систем будут наблюдаться тонкие различия. Из-за них, а также из-за эффекта возникновения противо-эдс (явления, когда в движущейся звуковой катушке возникает электродвижущая сила, стремящаяся сохранить неизменным ток в катушке) соединенные последовательно динамики начнут влиять друг на друга. В результате появятся искажения и звучание в целом будет изрядно подпорчено.

Эксперимент

Чтобы объяснить природу этого явления, приведем краткое изложение одного занятного эксперимента. Он очень прост в реализации, поэтому все желающие смогут без труда его повторить. Достаточно иметь под рукой хотя бы пару-тройку динамиков и несколько отрезков провода.Итак, эксперимент. Суть его заключается в том, что несколько динамиков соединяются последовательно, а выводы "крайних" динамиков закорачиваются - плюс одного динамика соединяется с минусом другого, и таким образом получается замкнутая цепочка. Теперь все, что остается сделать - это нажать на диффузор любого из динамиков, сдвинув его в сторону магнитной системы. Спустя мгновение диффузоры остальных динамиков отклонятся в противоположную сторону. Так проявляется взаимное влияние при последовательном включении нескольких динамиков. Его порождает явление электромагнитной индукции. Проще говоря, если в нормальном режиме работы динамика изменяющийся электрический сигнал вызывает колебания диффузора, то в нашем эксперименте произошел обратный процесс: отклонение диффузора вызвало электрический ток (надеемся, углубляться в физику не нужно, и так все помнят школьный курс), который через последовательное соединение передался остальным динамикам, и они отреагировали отклонениями диффузоров.
В следующем эксперименте изменим тип подключения динамиков на параллельный, а затем, как и в предыдущем случае, надавим на диффузор одного из них. Тех, кто уже собрался порадоваться еще одному фокусу, мы вынуждены огорчить. Именно в этом случае динамики останутся неподвижными, потому что они абсолютно независимы, и ток, возникший благодаря отклонению диффузора одного из динамиков, прошел их, что называется, стороной. Подводя краткое резюме эксперименту, можно заметить, что параллельное соединение динамиков имеет ряд неоспоримых преимуществ перед последовательным.

Выводы

Теперь вернемся к нашим динамикам двух типов. Как проявил себя первый тип динамиков - традиционный - мы уже выяснили, теперь осталось разобраться, как проявят себя двухобмоточные "сабы", чтобы понять, стоит ли игра свеч. Видно, что оптимальным включением четверки двухобмоточных сабов станет параллельная цепочка с последовательным соединением обмоток в каждом сабвуфере. Результирующее сопротивление этой цепочки составит 4 Ом. Может возникнуть сомнение - а не проявится ли здесь эффект наведенного напряжения из-за последовательного соединения двух обмоток?Однако беспокоиться не о чем, - в вышеописанном эксперименте мы имели дело с независимыми звуковыми катушками, которые были соединены последовательно. Здесь же между собой соединяются не звуковые катушки, а обмотки одной катушки, "раскачивающие" одну и ту же подвижную систему. Именно поэтому они принципиально не способны влиять друг на друга, а значит, и вносить искажения в звучание.

Надеемся, наш несколько затянувшийся эксперимент помог нашим читателям составить хоть небольшое представление о двухобмоточных сабвуферах, оценить их преимущества и выявить победителя "виртуальной дуэли". Тем не менее заметим, что с явным преимуществом победила "команда" двухобмоточных "сабов".

В заключение хотелось бы сказать несколько слов о параметрах Тиля-Смолла для двухобмоточных сабвуферов, а также о том, что с ними происходит при различных вариантах включения обмоток.
В этой связи необходимо сделать очень важное замечание. В представлении многих "самоделкиных" бытует мнение, что ровным счетом ничего не изменится, если у сабвуфера с двумя обмотками задействовать только одну из них . Однако это мнение в корне не верно , потому что в лучшем случае такое включение приводит к потере эффективности - уменьшается глубина баса и уровень звукового давления, а в худшем - к некорректности любых расчетов относительно требуемого объема корпуса: из-за сокращения длины провода уменьшится электрическая добротность Qes , а следовательно, и полная добротность Qts .
Напоследок необходимо сказать несколько слов о том, как трактуется мощность, которую производители двухобмоточных сабвуферов указывают в паспорте своих изделий. Обычно мощность, приводимая в паспорте, относится ко всему сабвуферу, независимо от используемого варианта включения. Это означает, что если в технической документации указано, что максимальная мощность сабвуфера составляет 250 Вт, то и суммарная мощность задействованных каналов усиления не должна превышать эту цифру.

Начинаем самостоятельный ремонт или перемотку (как вам будет удобно говорить) вышедших из строя динамических головок . Наверное все из вас имеют дома акустические системы. Они применяются очень часто, усилитель низкой частоты - на сколько бы мощным он не был, без качественной динамической головки не сможет воспроизвести звук. Сегодня на рынке можно найти головки самой разной мощности, иногда встречаются головки с безупречным внешним видом, просто глаз не оторвать, как право дизайнерские шедевры стоят немало денег.

Для сравнения, например, 1000 ватт громкоговоритель будет стоить в два раза дороже киловатного усилителя низкой частоты. Динамические головки большей мощности в основном бывают низкочастотными. Но вот беда - динамик сгорел. Во первых давайте поймем что значит сгорел?


Дело в том, что в головке звуковые колебания образуются за счет электромагнитных, звуковой сигнал подают на катушку динамика, который воздействует с постоянным магнитом и за счет этого образуются механические колебания. Катушка состоит из витков медного провода с лаковым покрытием, лак сгорает или сдирается таким образом сопротивление катушки снижается образуя замыкание.

Это может случится по разным причинам, например при подачи на громкоговоритель более большей мощности, чем она расчитана, или же от долговременной работы лак сдирается образуя замыкание с железным каркасом динамика. Что же делать в таком случае? Скажу сразу если у вас есть испорченные отечественные головки с бумажным подвесом не пытайтесь ремонтировать, это пустая трата времени, а если уж головка красивая, мощная а выбрасывать жалко быстро беритесь за монтажный нож, будем ремонтировать!




Смотрим на фотографии, аккуратно при помощи монтажного ножа отрезаем подвес и нижнюю часть - гармошку (своего рода амортизатор который приклеен к корпусу головки). После всего этого вынимаем диффузор с катушкой. На вид очень хорошо видно, что катушка сгорела, но если динамик не издает никаких звуков, скорее всего в катушке обрыв.

В любом случае нужно перемотать катушку, для этого осторожно снимаем сгоревшую катушку оставляя голый бумажный каркас на которой была намотана катушка. Иногда встречаются металлические каркасы. Берем провод с диаметром точно такой, какой была намотана сгоревшая катушка. В отверстие каркаса нужно вставить твердую гильзу (подойдет подходящий по диаметру конденсатор). Начинаем очень аккуратно виток к витку мотать катушку.

Страница 1 из 2

Ремонт динамической головки (динамика) - трудоемкий процесс, особенно, если он связан с необходимостью в перемотке катушки электромагнитной системы, так как эта операция требует практически полной разборки динамика с извлечением его диффузора. Подобный сложный ремонт целесообразно выполнять при достаточно высокой цене на новую динамическую головку, наличии необходимых инструментов и материалов, а так же начальных познаний в области электроники.

В статье рассмотрен относительно простой случай восстановления катушки динамика: без необходимости изготовления новой основы для катушки (алюминиевая основа хорошо сохранилась); по причине немалой мощности динамика, применяется эмальпровод внушительного сечения, который легко укладывать.

Для перемотки катушки динамика нам понадобятся следующие основные инструменты и средства:

  1. Цилиндрическая, цельнометаллическая оправка (болванка), для установки внутрь каркаса катушки в процессе намотки.
  2. Клей «БФ-2». Клей «Момент». Ацетон. Этиловый спирт.
  3. Эмалированный провод (эмальпровод) определенной длины и сечения, для изготовления новой обмотки катушки.
  4. Намоточный станочек.
  5. Штангенциркуль.
  6. Электропаяльник.


Флакон 100 мл с клеем БФ-2.
На одну перемотку катушки расходуется не более 10 мл.



Алюминиевая (неразрезная) оправка.
Внешний диаметр составляет 49,5 +/-0,05 мм. Диаметр внутреннего отверстия равен 8 мм. Длина - около 60 мм.


Катушка ИЭК КУ 09-18 (24В) как источник намоточного провода.
Перед намоткой, провод необходимо хорошенько распрямить и перемотать на другую накопительную катушку, имеющую круглую форму.

Разборка динамика.

Большинство динамических головок не предназначено для их разборки и является как бы одноразовыми (неразборными, малопригодными к ремонту) компонентами акустических систем. На практике, удачно разобрать динамик типовой конструкции и собрать его заново удается часто. Основная задача заключается в размягчении клея, с помощью которого скрепляется множество составных частей динамика, и отделении их друг от друга без травмирования и деформации.




Крепежные винты динамика имеют шестигранный шлиц (фото слева) .
Сабвуфер без динамика (фото справа).


Динамик сабвуфера (до ремонта).


На динамике присутствует маркировка "10P32", наверное, указывающая на диаметр 10 дюймов и сопротивление 3,2 Ома.

Последовательность операций следующая.

Во-первых, отпаиваем гибкие плетеные проводники (тоководы) от панельки на корзине динамика.

Во-вторых, снимаем пылезащитный колпачок. Для этого, пропитываем клеевой шов ацетоном (например, шприцом с иголкой), кончиком ножа отделяем колпачок от диффузора. По результатам данной операции следует сделать вывод о качестве размягчении клея ацетоном, и необходимости в применении какого-либо другого растворителя.




Снятие пылезащитного колпачка.

В-третьих, отсоединяем верхний подвес диффузора от корзины, пропитав клеевой шов растворителем. В случае ремонта сабвуферного динамика, имеющий прочный резиновый подвес, задача существенно упрощается.



В-четвертых, очень аккуратно отделяем центрирующую шайбу нижнего подвеса диффузора от корзины динамика. Для этого, обильно пропитываем клеевой шов растворителем, ждем несколько минут, и неспешно, с помощью небольшой плоской отвертки, отделаем шайбу от корзины.



Теперь диффузор должен свободно извлечься из корзины. Отклеивать центрирующую шайбу от диффузора нет необходимости.




Диффузор имеет маркировку "YC-246A".

Оцениваем состояние электромагнитной системы динамика: катушки, постоянного магнита. В нашем случае, родная катушка SVEN-овского динамика, намотанная медным эмальпроводом круглого сечения, имела плачевный вид: почерневшая от чрезмерного нагрева эмаль, несколько отклеившихся крайних витков, катушка легко разматывается (клей полностью выгорел). Вероятнее всего, это явилось следствием выхода из строя . Вывод очевиден - необходима полная замена провода катушки.




Состояние старой звуковой катушки. Алюминиевый каркас не пострадал.

Выбор провода для намотки.

Простой способ с достаточной точностью определить необходимую длину нового провода - посчитать длину одного витка (зная его радиус), умножить на число витков в слое и на число слоев. Динамик сабвуфера SVEN имеет четырехслойную катушку с 34-мя витками в каждом слое. По измерениям, внешний диаметр сгоревшей катушки равен 53 мм, следовательно, длина одного витка (в максимуме, на поверхности катушки) равняется: 53 x 3,14 = 166,42 мм. Умножаем эту длину на общее число витков в катушке: 166,42 x 34 x 4 = 22633,12 мм. Таким образом, округлив в большую сторону (добавив небольшой запас), для перемотки катушки нам необходимо не менее 23 метров эмалированного провода.


Внешний и внутренний диаметры сгоревшей катушки равняются 53 и 50 мм соответственно (измерения примерные по причине наличия деформаций обмотки).

Диаметр провода определяется с помощью микрометра или штангенциркуля. Площадь круглого сечения вычисляется по общеизвестной формуле: S = Pi x R 2 , где R - радиус провода. Необходимо измерить диаметр провода как по меди (со снятой лаковой изоляцией), так и по изоляции (для нас важен и внешний диаметр будущей катушки). Для удаления изоляционного лака с провода, при измерении диаметра по меди, необходимо нагреть кончик провода до красна (сжечь лак) и удалить продукты сгорания растворителем. По результатам измерений, сгоревшая катушка сабвуферного динамика была намотана проводом диаметром 0,38 мм по меди (сечение 0,113 кв.мм) и 0,44 мм по лаку. Теперь предстоит весьма непростая задача - отыскать такой же, или очень близкий, провод. Если не удается купить нужный провод, можно смотать его с какого-либо электронного устройства. Например, в качестве доноров эмальпровода, хорошо зарекомендовали себя катушки . В зависимости от напряжения и типа контактора, в их катушках применяется провод разных сечений и длин.


Диаметр провода сгоревшей катушки.
По меди - 0,38 мм (фото слева); по лаку - 0,44 мм (фото справа).


Диаметр провода для новой обмотки.
По меди - 0,35 мм (фото слева); по лаку - 0,40 мм (фото справа).

Если в результате долгих поисков не удалось найти оригинальный провод, то можно использовать провод другого сечения, с пересчетом числа витков, слоев и сопротивления катушки. Нужно помнить, что меняя сечение провода, меняются и характеристики динамической головки, а так же магнитный зазор и высота намотки. Перед принятием решения о применении в намотке катушки «чужеродного» провода, нужно точно рассчитать геометрические и электрические параметры будущей катушки, спрогнозировать работу динамической головки с новыми параметрами в акустической системе.

Для перемотки катушки динамика от сабвуфера SVEN, удалось отыскать близкий по параметрам провод (диаметром 0,35 мм по меди, 0,40 - по лаку) в катушке КУ 09-18 (24В) контактора ИЭК. Длина провода в катушке контактора почти в два раза превысила необходимое значение.

Обмоточные данные (диметр провода по меди и число витков) в катушках пускателей серий ПМЕ и ПАЕ для частоты тока 50 Гц.

ПМЕ-100.
Напряжение, В 36 127 220 380 500
Диаметр провода, мм 0,38 0,2 0,15 0,11 0,1
Число витков 660 2400 4150 7170 9430
ПМЕ-200.
Напряжение, В 36 36 110 110 127 127 220 220 380 380 500
Диаметр провода, мм 0,57 0,67 0,33 0,38 0,31 0,35 0,23 0,27 0,18 0,20 0,18
Число витков 442 426 1350 1300 1560 1500 2700 2600 4660 4500 5900
Марка провода ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭВ-2
ПАЕ величин III и IV.
Напряжение, В 36 36 110 110 127 127 220 220 380 380 500 500
Диаметр провода, мм 0,62 0,90 0,38 0,47 0,35 0,47 0,27 0,35 0,2 0,27 0,17 0,23
Число витков 350 260 1070 800 1230 920 2130 1600 3680 2760 4850 3640
Величина пускателя III IV III IV III IV III IV III IV III IV
ПАЕ величин V и VI.
Напряжение, В 36 36 110 110 127 127 220 220 380 380 500 500
Диаметр провода, мм 1,2 1,56 0,69 0,83 0,64 0,83 0,49 0,62 0,35 0,47 0,31 0,41
Число витков 198 147 605 445 700 516 1200 890 2070 1540 2730 2020
Величина пускателя V VI V VI V VI V VI V VI V VI

Изготовление намоточного станочка.

Станочек представляет собой П-образною конструкцию, имеющую ось вращения оправки (болванки) катушки динамика и ось вращения катушки с запасом намоточного провода. Для осей необходимо предусмотреть возможность регулировки усилий вращения, то есть какой-либо тормоз, для предотвращения саморазматывания провода. Так же, конструкция станочка должна иметь места для креплений обезжиривающего и клеенаносящего валиков, через которые будет проходить провод перед тем, как попадет катушку динамика. Если же ремонт динамиков не является частым занятием, то достаточно изготовить на скорую руку, показанную на рисунке ниже, конструкцию из обрезков плиты МДФ.

Частенько можно встретить просьбы о помощи в ремонте и перематывании катушек сгоревших динамиков, статьи на эту тему уже давно есть в интернете, но мы решили сделать свою. Итак, достался мне на руки сгоревший сабвуферный динамик Pioneer от сабвуфера TS-WX303, номинальная мощность у динамика составляет порядка 250 Ватт. Думается мне что бывший хозяин переборщил с мощностью вследствие чего и сгорел наш динамик.

При нажатии на диффузор издавался хорошо слышимый скрежет, это трется катушка об магнитный керн, возможно развалившаяся, после разборки динамика все станет ясно. Самой главной сложностью как раз таки является разобрать динамик, ведь очень важно не повредить подвес динамика, хорошо когда подвесы резиновые, такие отклеиваются и отдираются на ура, в случае с поролоновыми и их аналогами все не так просто как может показаться на первый взгляд.

Итак, фото моего пациента:

Лично я разбираю динамики одним из двух способов, тонким лезвием, либо отмачиванием в растворителе. Во втором случае нужно работать строго на улице или в хорошо проветриваемом помещении, но не дома и не в подъезде. Заранее нужно приготовить все необходимые для ремонта инструменты, можно первичные, для демонтажа подвеса и центрирующей шайбы. Центрирующая шайба находится под диффузором, обычно желтого цвета из толстой прессованной сетчатой ткани.

Для отмачивания можно использовать шприц, набираем растворитель в шприц и аккуратно обрызгиваем крайние части подвеса, в том месте где она приклеена к "корзине". Отмачивать приходится как правило долго, за 5 минут вы не отделите подвес от корпуса динамика. Центрирующая шайба отмачивается точно таким же способом.


Динамики я перематываю не в первый раз, и операция по демонтажу для данного динамика у меня заняла порядка 5-7 минут. После отмачивания, отпаиваем токопроводящие провода от клемм и вынимаем диффузор с катушкой из каркаса, отпаять провода в принципе можно и нужно до отмачивания, так будет удобнее... Смотрим на фото катушки моего сгоревшего динамика:


На фотографии хорошо видно перегретые и обугленные витки медного провода, данную катушку придется отматывать полностью и перематывать заного. некоторые недобросовестные ремонтники практикуют следующий вид ремонта: отматывают часть сгоревшего провода и места обрыва соединяют между собой методом пайки. Естественно такой "бомжремонт" ненадолго, кроме того, после отматывания части витков от катушки заметно уменьшит общее сопротивление динамика, что безусловно скажется на мощности.


Вообще, если катушка более менее живая, можно ее оставить, предварительно отмочив катушку лаком, прослужит - но не долго. Такой вариант применим для новичков, для тех кто боится перематывать катушку в силу тех или иных обстоятельств (например нет нужного провода для перемотки).

Катушку динамика в идеале мотать нужно с клеем БФ-2. Найти его не просто, но это самый лучший вариант. Подвес клеим резиновым клеем 88, продается он как правило в небольших баночках в строительных магазинах, таким клеем клеят карпеты на сабвуферы:


Поиск нужного провода тоже проблема, хорошими донорами провода являются катушки контакторов (пускателей), которые продаются отдельно в магазинах электрооборудования, стоят не дорого, я как раз такой провод и использую. Так же нужный провод можно найти в петле размагничивания кинескопов (ЭЛТ), образец моего провода для намотки ниже на фото:


Данный провод я снял и перемотал как раз с пускателя, диаметр провода примерно составляет 0.35, кстати, мотать слишком тонким проводом не рекомендуется т.к. резко упадет мощность динамика. Если провод берете тоньше чем было, то витков придется сделать чуть больше чем было, иначе сопротивление динамика будет меньше.

Мотать провод нужно виток к витку, намотка динамика дело тонкое и трудоемкое, главное не забросить все на полпути... Я мотал проводом примерно того же сечения, всего у меня вышло 4 слоя, каждый слой покрывал клеем БФ-2 и давал высохнуть порядка двух часов. С достаточной точностью определить необходимую длину нового провода не так уж сложно, нужно посчитать длину одного витка (зная его радиус), умножить на число витков в слое и на число слоев. Для моего динамика понадобилось порядка 20 метров эмальпровода. Диаметр провода определяется с помощью микрометра или штангенциркуля. Для намотки лучше использовать специализированный станок, который в разы упрощает весь процесс намотки, если нет такого станка то придется мотать катушку в ручную.


После того как клей высох начинаем собирать динамик. Отмечу, что приклеивать одновременно центрирующую шайбу и подвес крайне не рекомендуется, потому что с вероятностью в 99% после высыхания клея у вас динамик будет кряхтеть. Вначале нужно клеить либо центрирующую шайбу, либо подвес (я клею первое). То-есть, кисточкой промазываем края шайбы и места склеивания на корпусе динамика, даем чуть высохнуть и аккуратно одеваем диффузор на корпус так, чтобы катушка не терлась об магнитный керн.

С первого раза будет тяжело, поэтому можно можно промазывать шайбу клеем не целиком, а только в нескольких точках, в случае успешной центровки можно доклеить. Далее клеим подвес, при соединении подвеса с корзиной динамика параллельно нужно отцентрировать сам подвес, так, чтобы при ходе диффузора не было шорохов и скрежетов. После допаиваем токопроводящие медные провода (токопроводы) идущие от катушки к клеммам динамика и даем динамик высохнуть 24 часа.

Есть другой, более точный вариант центровки катушки, но для этого придется снимать колпачок с диффузора. После того как сняли колпачок одеваем диффузор с катушкой в корзину, далее берем бумагу формата А4, срезаем ее по широкой стороне вдоль на две половинки и сворачиваем в трубочку примерно такого же диаметра что керн нашего динамика и аккуратно вставляем в щель между керном и катушкой, далее можно смело клеить центрирующую шайбу с подвесом. После того как клей подсохнет вытаскиваете бумагу и приклеиваете колпак обратно.


Большинство динамических головок не предназначено для их разборки и является как бы одноразовыми (неразборными, малопригодными к ремонту) компонентами акустических систем. На практике, удачно разобрать динамик типовой конструкции и собрать его заново удается часто. Основная задача заключается в размягчении клея, с помощью которого скрепляется множество составных частей динамика, и отделении их друг от друга без травмирования и деформации.

Если у вас есть вопросы по перемотке динамиков, задавайте их на форуме , постараемся помочь!



Похожие статьи