Domowa zwrotnica głośnikowa

Domowe Zwrotnice Głośnikowe
Pozwolę sobie w prosty sposób opisać proces powstawania zwrotnicy, której schemat widać powyżej , w
warunkach domowych i w krótkim czasie, co może przybliży niektórym ile trzeba się namęczyć, ale
również że jest to możliwe.
Założenia:
Miała to być prosta zwrotnica aczkolwiek skuteczna, klasy stosownej do zastosowanych głośników czyli
nie można było przesadzać z budżetem. Wypadło więc na cewki rdzeniowe wobec zakładanego niskiego
pierwszego podziału , kondensatory elektrolityczne bipolarne przy dużych pojemnosciach, oraz w
gałęziach poza sygnałowych, nawet elementy z odzysku. Choć na początku sugerowałem uproszczenie
zwrotnicy i mieszanie filtrów 12 i 6 dB/okt, zrobiłem wszystkie 12 jak chciał zainteresowany.
Obliczyłem pierwotne wartości elementów, które przyciągnąłem do typowych z szeregu co dało
kompromis wpływający na cene, a zachowujący funkcjonalność. Nominalna impedancja zestawu i
zastosowanych głośników 4 Ohm. Zakupiłem elementy
Płytka:
Sam projekt połączeń wymaga trochę wyobraźni i można łatwo sobie rozplanować rozłożenie elementów
układając je na kartce, rysując kilkoma kolorami połączenia i obrys „klocków” oraz potrzebne otwory.
Nie ma znaczenia czy z kartki przeniesione będzie w skali 1:1 na laminat czy wcześniej biorąc papier
pod światło narysuje się zwierciadlane odbicie, poprostu rozłożenie elementów będzie odwrócone.
Wystarczy mieć cierpliwość i myśleć żeby później nie trzeba było czegoś rozwiercać czy w trakcie
montażu przesuwać.
Najlepiej wykorzystać dobry laminat który nie pęknie nawet gdy go wygiąć mocno, i ma dość grubą
warstwę folii miedzianej. Najprostszą metodą wykonania płytki drukowanej do zwrotnicy jest trasowanie
bruzd ostrym narzędziem. Dlaczego nie wytrawianie - dużo roboty z tym a płytka nie zawsze idealnie
wyjdzie (nadtrawienia, nierówności). Wycinając bruzdy w jeden wieczór można zrobić płytki równie
funkcjonalne bez odczynników, uzyskując spore placki miedzi co jest pozytywne przy większych
prądach (symuluje to przewody o większym przekroju).
Najpierw trzeba wyczyścić laminat drobnym papierem ściernym i odtłuścić, następnie narysować
pisakiem wodoodpornym zaprojektowane przerwy i otwory. Następnie przykładając linijkę (najlepiej
metalową lub starą na której nam nie zależy) ostrym nożem przeciągnąć po narysowanych liniach. Po tej
czynności zmieniamy narzędzie na dość ostry śrubokręt i poprawiamy do skutku, jednak trzeba uważać
żeby w rozpędzie nie przełamać płytki (nie przeciąć całego laminatu).
Miernikiem (najlepiej z sygnalizacją akustyczną można sprawdzić czy nie ma niewłaściwych zwarć.
Płytkę trzeba jeszcze raz przeszlifować papierem i nawiercić otwory. Tak wykonana płytka jest
wystarczająca, kto chce może ją opisać dla swoich potrzeb pisakiem wodoodpornym.
Bloki:
Dla własnej wygody warto czytelnie rozplanować płytkę, widać 3 części (nisko, średnio i wysoko
tonową), dzięki czemu uzyskuje się porządek w przewodach.
Biegunowość, optymalizacja:
Założenie mówiło że głośnik basowy będzie z boku.
Normalnie zwrotnice ze wszystkimi zboczami 12dB/okt łączy się w przeciwfazie (czyli poszczególne
głośniki są włączane w przeciwfazach, jeden względem drugiego ale tylko w teorii).
Zwrotnica gł niskotonowego wnosi -90st przy częst. podziału a pierwszy filtr średniego +90 , ale biorąc
pod uwagę to że występuje kolejna różnica faz związana z umieszczeniem głośnika z boku (jak i
opóźnienie czasowe), oraz ważny fakt czyli charakterystyka głośnika basowego dopiero wzrasta a już
jest obcinana, i głośnik średniak jest zabudowany w małej komorze dającej dużą dobroć Q układu z jego
pierwszym filtrem, podłączenie w przeciwfazach wobec niezbyt wielkiego rozstawienia częstotliwości
granicznych FDP i FGP mogło by dać podbicia . Osłabienie krytycznego przejścia podczas
przekazywania dźwięku z boku na przód daje podłączenie w fazie
Układ kompensacji impedancji dla niskiego został zrobiony w elementów o niższych lotach, choć i tak
dobrych i sprawdzonych. Wyliczona wartość elementów dla indukcyjności cewki głośnika przy 1KHz to
C=23mikrofarady R=4,9Ohm. Ponieważ dostałem rezystor z szeregu 4,7 podwyższyłem trochę częst
przy której zaczyna pracować kompensator. Składając typowe kondensatory 10, i 2x4,7mikrofaradów
uzyskałem pojemność wypadkową bliską 20stu, takie miałem klocki, ale wiadomo można dać jeden lub
dwa , czy np. Przeciwsobnie elektrolity zbocznikowane zwykłym 1-2 mikro.
Drugi filtr średniaka jest przystosowany z kolei to tego aby zmniejszyć rezonans na końcu pasma
XW165. Impedancja XW może wzrastać ale nie krytycznie wiec zwiększona indukcyjność cewki
szeregowej jest wskazana. Tłumik lub kolejny kompensator (raczej to pierwsze jeśli już) spowoduje
uspokojenie impedancji , ale uwaga żeby nie powstał dołek przy częst. podziału.
Ogólnie nie trzeba tłumika na ten głośnik dawać bo jest niższej efektywności, ale trzeba uwzględnić
wpływ elementów filtra także.
Wysoki można minimalnie stłumić wg uznania ale raczej po próbach, jednak i tutaj zaplanowałem
miejsce na dodatkowe rezystory.
Zależnie od tego czy tłumiki będą czy nie wyprowadzenia przewodów można lutować w różne miejsca,
żeby nie stosować niepotrzebnych zworek. Wszystkie elementy warto przed przylutowaniem jak i po
trochę oblać elastycznym klejem. Jak widać cewki powietrzne (te już lepszej jakości) dodatkowo
przyciągnąłem opaską.
Musiałem, zaoszczędzić miejsce na próby z tłumikami więc duże cewki zamocowałem pionowo na
wkręty samowiercące. Ponieważ wkręty nie wchodzą głęboko nie ma to wielkiego wpływu na wartości
impedancji, choć zawsze można poszukać np. mosiężnych. Przekonałem się zresztą że im tańsze
wykonanie zamówionych cewek tym większy rozrzut parametrów.
Całość najlepiej obmierzyć, symulując na ile się da w domu zmienne obciążenie. W paru książkach
opisano jak z wykorzystaniem kilku elementów odniesienia , mierników i ew oscyloskopu wykonać
proste badania. Mając pod ręką komputer i JIGa można jeszcze więcej ale wiem że praca będzie trwała
dłużej bo inaczej będą wyglądały pierwotne obliczenia a po złożeniu kompletnego zestawu dążąc do
ideału należałoby zmienić coś itd. Nie takie jednak były założenia.
Montaż w kolumnie:
Montując płytkę w obudowie kolumny trzeba pamiętać o stosowaniu dystansowych podkładek
(gumowych czy innych)dla zmniejszenia naprężeń i pod spód kawałek cienkiej gąbki żeby
wyeliminować ew drgania.
Po zalutowaniu wszystkiego dobrze jest położyć warstwę bezbarwnego lakieru od strony miedzi..
W razie potrzeby oczywiście można eksperymentować, np. z włączaniem w przeciwfazie niskotonowego
itd.... Można tez wypróbować no po włożeniu tłumika na średni, odwrócić wysoki (czyli załączyć go w
fazie) bo ten także ma rezonansik na 10KHz, ale ta opcja musiałaby być potwierdzona dokładnym
pomiarem.