Катушки индуктивности в фильтрах колонок

Про катушки

 

Добротность катушек, которые я мотаю для кроссоверов в акустику получается выше, чем у заводских, а активное сопротивление, при той же индуктивности – меньше. Звучат они заметно лучше заводских, особенно если их предварительно отслушать и поставить «по направлению».

Добротность у катушек большого диаметра, а я их делаю в виде бубликов – получается выше, чем у намотанных на обычных каркасах от трансформаторов или специальных каркасов для катушек. Для кроссоверов это – хорошо, т.к. крутизна среза кроссовера с высокодобротными катушками получается более резкой. Что приводит к снижению проникания сигнала в соседнюю полосу, а следовательно – к лучшей фильтрации.

Сами катушки и их каркасы периодически встречаются на радио рынках и барахолках. В СССР было выпущено бессчетное количество колонок S-90, S-50 и S-30. Вот как раз кроссоверы от этих колонок, либо детали от них попадаются довольно часто.

 

Форм фактор заводских катушек

 

Практически во всех зарубежных колонках, которые мне доводилось разбирать и переделывать стоят катушки, намотанные на каркасах малого диаметра и большой длины. Для увеличения индуктивности в них, как правило устанавливаются металлические сердечники из обычного прутка или пластин трансформаторной стали либо феррита.

Причина засилья подобных катушек в кроссоверах акустических систем – чисто практическая. Из-за того, что витки провода растянуты по большой длине и находятся на минимальном расстоянии от металлического сердечника, индуктивность катушки, выполненной в «длинном» форм-факторе получается максимально возможной. При этом из-за малой длины каждого элементарного витка, активное сопротивление такой катушки также – оказывается минимальным. «Вытянутый» конструктив позволяет довольно прилично уменьшить диаметр и, следовательно – сечение необходимого для намотки такой катушки провода, оставаясь в заданных инженерами параметрах индуктивности и активного сопротивления. Делают катушки в таком форм-факторе исключительно для того, чтобы сэкономить дорогостоящий медный провод.

У «длинных» катушек есть один, но жирный минус – их добротность намного ниже, чем у катушек, намотанных на каркасах большого диаметра. Добротность же – один из ее важнейших параметров, влияющих на крутизну среза звеньев кроссовера и подавление пиков излучения на частотной характеристике динамических головок.

В связи с невысокой добротностью, который показывают такие катушки будучи установленными в кроссоверах, крутизна среза НЧ/СЧ и СЧ/ВЧ звеньев фильтра оказывается недостаточной и на смежные динамические головки проникает сигнал из соседней полосы.

Если не вдаваться в теорию, то получается, то на частоте раздела звеньев кроссовера с малой крутизной спада одновременно играет и одна (например – НЧ) и вторая, смежная с ней головка (например – СЧ) головка. Такая синфазная работа двух головок на каком-то определенном участке частотного диапазона создает хорошо различаемую на слух интерференцию и дополнительные искажения.

 

Сердечники в катушках

 

В большинстве заводских катушек, применяемых для кроссоверов установлены ферромагнитные сердечники из пластин трансформатороной стали, или ферритовых стержней. Иногда встречаются катушки, намотанные на ферритовых каркасах, выполненных в форме цилиндра со щечками. Любой ферромагнетик, будучи введенным в катушку повышает ее индуктивность, а следовательно – для сохранения расчетных параметров, позволяет уменьшить витки и массу дорогостоящего медного провода.

К большому сожалению, ферромагнитные материалы в катушках на звук влияют ВСЕГДА отрицательно. Так, железные сердечники, при больших уровнях сигнала и соотвесттвенно – громкости, нередко входят в насыщение, что приводит к резкому росту искажений, вносимых катушкой. Хотя, казалось бы, катушка индуктивности это пассивный и теоретически – линейный элемент, откуда у него могут возникнуть искажения, свойственные скорее полупроводниковым приборам?

Я больше десяти раз проводил натурные эксперименты, когда в работающей колонке «по-горячему» менялись две катушки с одинаковой индуктивностью, одна с ферромагнитным сердечником, вторая – воздушная. И всегда это приводило к однозначному результату. При замене воздушной катушки на катушку с сердечником в звуке появлялись «синтетические» или «железные» нотки и заметные на слух искажения. Это слышали на 100 % все, кто вместе со мной проводил эксперименты.

При высокой добротности у катушки легче убрать «горбы» на АЧХ путем установки т.н. вырезного фильтра параллельно головке. Вырезной фильтр, это включенные последовательно конденсатор, катушка и резистор. Чем выше добротность катушки, тем больший номинал резистора можно поставить и тем меньше влияние вырезного фильтра на остальную АЧХ головки + цепь коррекции. Добротность, это отношение между реактивным и активным сопротивлением катушки Q = w L/R пот. Наматывая индуктивности более толстым проводом, чем у штатных я уменьшаю их активное сопротивление, в итоге добротность катушек – возрастает.

 «Двойки» катушек испытывались в НЧ и СЧ звеньях кроссовера и ставились последовательно с динамическими головками.

 

Как я мотаю катушки

 

Я мотаю катушки для колонок самодельным литцендратом из 4-8 проводов диаметром 0,7-0,9 мм. Сначала все считал… Точно рассчитать количество витков у меня никогда получается. В итоге, мотаю на глаз, благо за свою жизнь сделал тысячи катушек и примерно знаю, какая будет индуктивность. Делаю так. Сначала мотаю пробную катушку одиночным проводом, и довожу ее индуктивность до требуемого номинала. Затем доматываю еще 15–20 % витков.

Далее, мотаю на несколько специальных оправок, такое же количество витков, как у пробной катушки. Если финальная катушка должна состоять из 6 проводов, тогда мотаю еще пять, если из 4-х, еще три и т.д. Количество изолированных моножил, которыми мотается итоговая катушка зависит от того, где она будет стоять. Если катушка нужна для включения последовательно с НЧ головкой, количество жил 6-8 штук, диаметр каждой 0,7-0,9 мм. Итоговое сечение: 3-4 кв.мм.

Приведу пример:

Вчера мотал две катушки для полочных колонок ProAc Studio 115, в каждую заложил по 6 жил диаметром 0,8 мм. Итоговое сечение провода 3 кв.мм. кол-во витков 200, индуктивность 2,5 мГн, сопротивление постоянному току 0,4 Ома. Диаметр катушки 140 мм, высота 50 мм, вес 2 Кг.

НЧ катушки можно мотать моно жилой большого диаметра, а вот катушки, стоящие последовательно с СЧ или СЧ/НЧ головкой, намного лучше играют, если они намотаны вот таким самодельным литцендратом. Из-за большей площади поверхности нескольких изолированных друг от друга проводников, чем у такой же по сечению моножилы, литцендрат намного лучше пропускает ВЧ сигнал чем одиночный провод. Хотя НЧ катушка и призвана к тому, чтобы высокие от басовой головки отрезать, многожильные катушки играют на слух легче и воздушнее и это – факт.

Намотав катушку, зачищаю (не обрывая) 4-8 проводов с двух сторон, скручиваю плоскогубцами и измеряю, что получилось. Индуктивность намотанной «литцендратом» катушки с 15-20 % превышением витков над пробной «моножильной», как правило оказывается чуть больше искомой. Далее, снимаю катушку с оправки и стягиваю ее 4-мя нейлоновыми хомутами. Получается довольно плотный «бублик» круглого, либо близкого к круглому сечения. Опять измеряю – индуктивность чуть возросла. Уминаю бублик на полу своим весом, а он 100 кг… Надо худеть! Индуктивность еще возросла. После этого отматываю 5-7 витков и не обрезая «литцендратный хвост», опять измеряю. Так довожу индуктивность катушки до искомой величины. После чего – обрезаю хвост, зачищаю его, а саму катушку в 2-3 слоя обматываю изолентой хорошего качества, прямо с нейлоновыми хомутами.

Если нужно соблюсти точность в 1-2 %, что случается редко – не обрезанным «хвостом» корректирую индуктивность, намотав пару витков в том же (для увеличения) или в противоположном (для уменьшения) направлении.

Преимущества такого способа намотки: Катушки выполненные по описанной технологии получаются относительно большого диаметра и малой толщины с почти тороидальным (в разрезе) сечением. Добротность катушек большого диаметра выше, чем намотанных на квадратных либо прямоугольных каркасах от трансформаторов, а сопротивление из-за тороидальной формы разреза катушки и круглой формы самой катушки – меньше.

Литцендрат для намотки НЧ, да и любых других катушек дает еще один «жирный» бонус: Для подключения динамиков и клемм к кроссоверам, с ним отпадает надобность в каких-то мягких проводах с непонятными акустическими свойствами. К примеру – литцендрат НЧ катушки колонок ProAc Studio 115 (из 6-ти моножил по 0,8 мм) получился настолько мягким, что его без боязни механического обрыва, удалось подпаять к лепесткам динамика и входным терминалам. Внутри колонки создается весьма высокое давление и соответственно – вибрации. В таких условиях распаивать лепестки динамика жесткой моножилой – получим риск обрыва. Ну и второй бонус – нет лишних проводов, значит нет 4-х лишних паек между ними, динамиками, катушками и входными терминалами.

Все вышеперечисленное благотворно влияет на звук, в чем я убеждался не один десяток раз.

Крепить катушку большого диаметра и малой толщины – просто. Я фиксирую ее к плате из текстолита при помощи 4-х нейлоновых хомутов. Если катушку нужно установить вертикально, то креплю ее между двумя пластинами стеклотекстолита при помощи 2-х хомутов к нижней пластине и 2-х к верхней. Сами пластины стягиваю болтами М-4. Получается очень жесткая двух-платная конструкция фильтра, в которой катушки можно расположить перпендикулярно друг другу, а значит – снизить их взаимное влияние.

 

Инструкция по намотке для коллег

 

Берете любую оправку, в данный момент я применяю оправки из бутылок для фанты или минеральной воды — и мотаете на ней пробную катушку. Я приноровился уже и примерно знаю, какое кол-во витков нужно намотать для того, чтобы получить нужную индуктивность. Могу потом составить таблицу. Намотав пробную катушку не снимая ее с оправки, измеряете получившуюся индуктивность. С начала провода делаете полную зачистку кончика, а там где получился теоретический конец, соскабливаете лак с одной стороны (провод при этом не обрезаете). Если индуктивности мало, обматываете поврежденный участок кусочком изоленты и доматываете какое-то кол-во витков, после чего провод обрезаете. Витки при намотке пробной катушки естественно считаете. После этого берете вторую оправку (бутылку) и наматываете на нее такое же кол во витков, ну и еще два-шесть раз повторяете такое же действие. У вас получается 4-10 оправок с намотанными катушками в одну сторону. Потом кладете все эти оправки в несколько картонных коробок на пол, оттягиваете от каждой оправки по кончику провода, соединяете их в пучок и наматываете общую катушку из 4-10 жил. Ваши оправки (бутылки) в лежачем положении и в коробках, никуда не укатываются и провод на них не путается.

У получившейся катушки из пучка индуктивность относительно одиночной катушки падает процентов на 10-20 не больше, не зависимо от количества проводов в пучке. Допустим, вы намотали на пробную катушку 150-170 витков провода 0,6-0,9 мм в диаметре и получили индуктивность в 1,3 мГн. После этого сделали еще 4 таких же катушки на бутылках. Потом все провода перемотали на одну общую оправку. Диаметр этой катушки из-за увеличившего сечения провода — вырос, длина каждого витка увеличилась, а кол-во витков естественно — уменьшилось. У вас в итоге получилось уже не 150-170, а 120-130 витков. И как итог — индуктивность вашей катушки упала с 1,3 мГн до 1,0-1,1 мГн.

Да и еще, подмеченная особенность. Индуктивность катушки зависит от кол-ва витков не линейно, а геометрически. начиная с 120-200 витков индуктивность прирастает очень быстро и для домотки недобранного номинала при таком кол-ве витков требуется лишь 5-15 дополнительных, чтобы базовая индуктивность возросла на 10-15 %.

Никакого удвоения или ушестерения падения индуктивности не происходит. Хотя по теории, в катушке, намотанной пучком проводов получается несколько одиночных (по количеству жил) катушек, соединенных параллельно. Индуктивность катушки, намотанной одиночным проводом практически совпадает с индуктивностью катушки, намотанной пучком изолированных друг от друга проводов и зависит только от количества витков. Вот такая история…

В будущем хочу сделать специальные разборные оправки под катушки разного диаметра и толщины. Это не так просто поскольку требует специальных проточек (4-х) для заведения стягивающих нейлоновых хомутов. Плюс оправки должны быть выполнены из немагнитного материала, желательно вообще их сделать не из металла, а например из: текстолита, эбонита, винипласта и т.д. Стягивать половинки такой оправки нужно немагнитными болтиками и гайками (из титана, дюраля или латуни). На сегодня я намотал за полтора года катушек 500-600 если не больше. Хочу заказать сначала один разборной каркас, попробую его в работе, скорректирую и потом уже закажу разные. Мне нужно, чтобы он состоял из двух половин, и на нем можно было мотать катушку формы тороида в сечении. На каркасе должны быть плоские проточки для стяжки катушки хомутами и при этом, чтобы когда каркас разъединялся, хомуты оставались на самом бублике с проводом. Короче, та еще задача.

 

Ноу хау от практика

 

Andrey Polischuk = У Вас есть нереализованный потенциал, если Вам это пригодится, то прекрасно. Я сам проектировал пассивные фильтры, и неоднократно применял следующее:

Часто пищалки имеют отдачу (чувствительность) на несколько дБ (иногда более десяти) больше, чем СЧ/НЧ динамики. Этот запас используется для коррекции АЧХ, а избыток отдачи ВЧ головки гасится резистивным делителем. Резисторы здесь нужны качественные, из немагнитных сплавов, иначе на высоких частотах возникнут искажения. Даже чистые сплавы, из которых делаются устанавливаемые в цепь пищалки резисторы содержат примеси железа, и пусть немного, но – искажают.

Однажды я подумал, а что, если сделать катушку с отводом, как автотрансформатор? Многие эту фишку пробовали, и я не изобретатель. Из минусов – самый верх с пищалки снять не удастся, из-за включенной с ней последовательной индуктивности.

Тут помогает трансформатор на длинной линии. Это и есть катушка, намотанная в несколько проводов, у которой полоса рабочих частот простирается до мегагерц.

Например, нам для фильтра нужна катушка в 100 витков, и резистивный делитель на 6 дБ. Самый удобный случай: Берём два провода, мотаем 50 витков и соединяем секции последовательно, к отводу – пищалку, или конденсатор компенсации и пищалку… Вуаля! Имеем фильтр плюс ослабление – 6 дБ без резисторов.

Я делал двух, трёх, и даже четырёхзаходные катушки, в зависимости от необходимого затухания. Этот метод особенно эффективен для мощных рупорных драйверов в сотни ватт.

 

Спасибо за подсказку, я попробую, еще бы нормально платили за такие апгрейды, было бы вообще хорошо. Резисторы для ВЧ и СЧ секций кроссоверов я последнее время мотаю из константана, складывая его вдвое для компенсации паразитной индуктивности. Играют они намного лучше, чем наши проволочные с5-5, с5-16 и с5-37, и не в пример лучше китайских цементно-керамических.

Пока что моё открытие, это симбиоз катушки и резистора в одной детали и самодельные низкоомные без индукционные резисторы из константановой проволоки диаметром 0,9 мм.

Поделюсь наработанным опытом по намотке бестрансформаторных катушек. Все расчеты, которые есть в интернете — приблизительные и мне не подошли, как я ни считал. В итоге лучше всего звучат (действительно лучше) катушки, намотанные интуитивно по приблизительным подсчетам. Я сейчас все катушки мотаю не моножилой, а маложильным литцендратом. Они звучат лучше даже в НЧ звене кроссовера басовых динамиков и это при частоте обреза 150-300 Гц. Причину не понимаю… Делал в виде эксперимента пару раз по две катушки одинакового диаметра и с одинаковым сечением провода, намотанные, одну — моножилой, вторую — литцендратом. Колонка с литцендратом в НЧ звене фильтра звучит быстрее, динамичнее и ярче на басах. Низ у нее получается очень упругим. Наматываю я такие катушки «на глазок», потом измеряю индуктивность и либо доматываю до десяти витков, либо отматываю. Короче, сейчас уже имею опыт и мотаю все катушки на глаз, и только потом немного корректирую кол-во витков. Не имею ни одного отрицательного отзыва от людей, которым я это делал. Подобные катушки в СЧ и ВЧ звеньях кроссоверов звучат еще лучше.

 

Ссылки по теме +

 

 

Расчёт катушки индуктивности под динамик

Данный расчет является примером для определения данных катушки индуктивности на воздушном сердечнике, нагруженной динамиком. В этом примере выбрана катушка без сердечника во избежание искажений, обусловленных перемагничиванием сердечника.

На рисунке показана оптимальная катушка индуктивности в смысле отношения индуктивности катушки и ее активному сопротивлению. Конструкция получается, когда внутренний диаметр цилиндрического слоя обмотки вдвое больше его высоты, а внешний диаметр в четыре раза больше высоты и в два раза больше внутреннего диаметра.

высота 1 см; внутренний диаметр 2 см; внешний диаметр 4 см.

Пример расчета

Современные программы по расчету пассивных фильтров для акустики, дают значение катушек индуктивности в мГн, здесь нужно перевести в мкГн, т.е. умножить на 1000.

Определим данные катушки с индуктивностью 1,25 мГн (или 1250 мкГн) разделительного фильтра, нагруженного динамиком сопротивлением 4 Ом. Активное сопротивление рассчитываемой катушки должно составлять 5% сопротивления динамика. Это соотношение можно считать вполне приемлемым. Активное сопротивление катушки: R = 0,05 х 4 = 0,2 Ом.

1. откуда: L/R = 1250 / 0,2 = 6250 мкГн/Ом;
2. далее имеем: h = √ ((L/R) / 8,6) = √ (6250 / 8,6) = 26,96 мм;
3. длинна жилы: l = 187,3 х √ (L х h) = 187,3 х √ (1250 х 26,96) = 34383 мм = 34,3 м;
4. количество витков: ω = 19,88 √(L / h) = 19,88 х √ (1250 / 26,96) = 135,36 витков;
5. диаметр жилы: d =0,84h / √ω = 0,84 х 26,96 / √ 135,36 = 1,95 мм;
6. масса намотки: m = (h³ х 10^-3) / 21,4 = (26,96³ х 10^-3) / 21,4 = (19595,65 х 0,001) / 21,4= 0,9 кг.

Полученные значения должны быть округлены (в первую очередь диаметр жилы) до ближайшего стандартизированного. Окончательные значения индуктивности подгоняют путем отматывания нескольких витков обмотки, намотанной с некоторым превышением числа витков сравнительно с рассчитанным.

Итак имеем данные, которые понадобятся для расчета будущей катушки:

1. высота намотки h = 26,96 мм;
2. значит внутренний диаметр a = 53,92 мм;
3. соответственно внешний: b = 107,84 мм;
4. длинна жилы: 34,3 м;
5. количество витков: 135;
6. диаметр жилы, соответствует стандартизированному: 1,95 мм (по меди).

Статья специально подготовлена для сайта ldsound.ru

Тест катушек индуктивности с сердечником | HiFiCompass

 

  Проблематика

Очень часто в сети поднимаются споры о том какие катушки индуктивности, с сердечником или без, лучше использовать в НЧ секции кроссовера АС. Безусловно, воздушные катушки имеют гораздо лучшие электрические характеристики, за исключением омического сопротивления, и одновременно просто неприличные массо-габаритные параметры. Омическое сопротивление можно значительно уменьшить, используя провод или ленту большего сечения, но, в итоге, получаем катушку громадных размеров и такой же стоимости, которая к тому же является приличной излучающей антенной и не всегда может поместиться внутри АС.

Вообще говоря, если басовый динамик имеет низкую полную добротность, Qts менее 0.3, то дополнительное сопртивление катушки в НЧ фильтре никогда не повредит и можно смело использовать воздушную катушку с вменяемым сечением провода и габаритными размерами. Получаем бескомпромиссный вариант, только необходимо на этапе проектирования корпуса АС учесть эффект влияния дополнительного сопротивления. Такой путь позволит вытянуть немного более низкую граничную частоту АС ценой небольшой уступки в чувствительности и габаритах корпуса.

Но, что делать, если добротность динамика достаточно высока и впритык стыкуется с объемом уже имеющегося корпуса? Как раз с таким случаем мне пришлось столкнуться при разработке АС. Динамик Lambda Acoustics TD15X с мотором повышенной линейности «Apollo» в закрытом ящике объемом 165 литров уже имеет добротность Qts=0.73 — на грани допустимого. Дизайн кроссовера требует две катушки с индуктивностью 5.6 мГн и 3.3 мГн. Естественно, хочется применить воздушные катушки, чтобы не вносить дополнительную нелинейность и не свести на нет труды разработчиков динамика. Расчеты показали, что катушки с воздушным сердечником будут иметь следующие параметры:

5.6 мГн — R=0.43 Ома, диаметр провода 2 мм, диаметр катушки 130 мм, высота 30 мм, масса 2,23 кг.
3.3 мГн — R=0.31 Ома, диаметр провода 2 мм, диаметр катушки 110 мм, высота 30мм, масса 1,62 кг.

Шутка ли, общий вес катушек 7.7 кг? А габариты и размещение их в корпусе АС?

Суммарное сопротивление двух последовательно включенных катушек дает R=0.74 Ома, что приводит к добротности динамика в корпусе Qts=0.81 и потере чувствительности 0.91 дБ.

Имеется альтернативный вариант — применить катушки с сердечником  «Sledgehammer» Steel Laminate 3.3 mH 15 AWG (сопротивление 0.185 Ома) и «Sledgehammer» Steel Laminate 5.0 mH 15 AWG (сопротивление 0.24 Ома). Катушку 5 мГн можно домотать до 5.6 мГн проводом 2 мм, и выйти на сопротивление 0.25 Ома. В итоге, получаем суммарное сопротивление двух катушек 0.435 Ома и полную добротность динамика 0.78 и потерю в чувствительности 0.5 дБ. Близким аналогом этих катушек являются катушки MCoil FERON (Mundorf) серии BS140. Сердечники обеих типов катушек набраны из пластин электротехнического железа толщиной 0.35 мм.

С точки зрения итоговой добротности, потери чувствительности, габаритов, массы и цены однозначное преимущество у катушек с сердечником. А как насчет качества? Не будут ли они насыщаться при больших токах? Насколько нелинейность сердечника скажется на общей линейности системы динамик + катушки? 

К сожалению, никто из производителей катушек с сердечниками не приводит никаких внятных данных о поведении их изделий при больших токах. С этой проблемой приходится сталкиваться разработчикам АС и принимать на веру заявления производителя типа «High current design», даже не предполагая, что скрывается за этими словами. Ну, что ж, остается самим провести лабораторную работу и закрыть для себя этот вопрос раз и навсегда. 

С этой целью была собрана простая схема для проведения измерений. Синусоидальное напряжение подавалось от усилителя мощности с максимальным выходным током, ограниченным внутренней защитой, на последовательную цепочку из испытуемой катушки и измерительного добавочного резистора сопротивлением 0.1 Ом, в виде трех параллельно соединенных резисторов 0.3 Ома мощностью 5 Вт. Сигнал с добавочного резистора подавался на анализатор спектра. Измерения проводились на частотах 20, 50, 100, 200 и 500 Гц при токах от 1 до 8 Ампер. В качестве эталона для сравнения результатов использовались измерения ленточной катушки с воздушным сердечником Mundorf CFC14 6.8 мГн.

Ниже приводятся диаграммы результатов измерений. Анализируя диаграммы, имейте в виду, что при сопротивлении нагрузки-динамика 4 Ома (8 Ом), токи от 1 до 8 Ампер соответствуют следующим мощностям нагрузки:

1 А — 4 Вт (8 Вт для 8 Ом)
2 А — 16 Вт (32 Вт для 8 Ом)
3 А — 36 Вт (72 Вт для 8 Ом)
4 А — 64 Вт (128 Вт для 8 Ом)
5 А — 125 Вт (250 Вт для 8 Ом)
6 А — 144 Вт (288 Вт для 8 Ом)
7 А — 196 Вт (392 Вт для 8 Ом)
8 А — 256 Вт (512 Вт для 8 Ом)

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 3.3 mH на частоте 50 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 3.3 mH на частоте 100 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 3.3 mH на частоте 200 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 3.3 mH на частоте 500 Гц

 

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 5 mH на частоте 20 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 5 mH на частоте 50 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 5 mH на частоте 100 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 5 mH на частоте 200 Гц

  Измерения катушки Sledgehammer Steel Laminate 5 mH на частоте 500 Гц

  Измерения катушки Mundorf CFC14 6.8 5 mH на частотах 50 Гц/8 Ампер и 200 Гц/4 Ампера

  Измерения АЧХ цепей с катушками Sledgehammer 3.3 mH, 5 mH и Mundorf CFC14 6.8 mH

  Итоги

Итак, какие же выводы можно сделать из анализа этого массива диаграмм?

1. Для катушек с сердечником стабильно обнаруживается зависимость между уровнем нелинейных искажений и величиной проходящего тока
2. Искажения катушек с воздушным сердечником не зависят от тока. В принципе, так и должно быть.
3. Амплитудно-частотные характеристики катушек с сердечником и без в диапазоне частот до 5 кГц практически не отличаются друг от друга.
4. С повышением частоты от 20 Гц до 500 Гц нелинейные искажения катушек с сердечником незначительно растут. К примеру, для катушки 5 мГн увеличение составляет в 2 раза.
5. Минимальный уровень нелинейных искажений для одного из самых лучших с этой точки зрения динамиков Lambda Acoustics TD15X при напряжении 11.2 Вольта, что соответствует току примерно 1.5 Ампера (порядка 18 Вт), составляет -50 ÷ -53 dB, в то время как собственный уровень искажений катушки 3.3 мГн составляет -80 дБ, а катушки 5 мГн -76 дБ. Даже при величине тока 8 А, что соответствует мощности приблизительно 512 Вт, искажения катушки 5 мГн не превышают -59 дБ.

Все это говорит о том, что катушки с сердечниками типа Sledgehammer Steel Laminate AWG15 и Mundorf MCoil FERON могут смело использоваться в цепях НЧ фильтров высококачественных акустических систем с самыми линейными НЧ динамиками без риска заметного снижения качества звучания.

Размышлизмы о катушках индуктивности в фильтрах акустических систем

Игорь Кутузов 25.09.2016     Комментарии (6)    

Почему катушки должны быть намотаны проводом диаметром 2 мм?

Мы с товарищем как-то давным-давно делали совершенно одинаковые АС, т.е. прям абсолютно, ящики и динамики были, как однояйцевые близнецы. Разница была только в том, что он, маньячина, намотал катушки проводом диаметром 2 мм, а я подумал – а что, вот тут же она (катушка) на землю идёт, сигнал же не через неё, тут вот тоже вроде. Так что намотаю-ка я тонким проводом, но чтоб не терять звук на высоком сопротивлении катушки, намотаю на железе. Провода уйдёт меньше, а значит, и сопротивление будет, как у него на воздухе толстым проводом, тем более, что вон везде же продаются такие катушки на феррите или на железе трансформаторном, да ещё бренды не хилые так делают, а как считается – там ведь не дураки сидят! Значит и мне тоже можно так сделать. Сказано – сделано! Слушаю у него, слушаю у себя, у него есть «воздух» в звуке, у меня нет. Привез к себе всю его аппаратуру, чтоб только колонки разные были, а всё остальное от источника до акустических проводов одинаковое. Опять нет воздуха! «Твою ж мать», — думаю. Ладно… Переделал фильтры на катушки с толстым проводом, и вуаля – всё появилось! Сопротивление моих «тонкопроводяночных» катушек на железе было такое же, как у его катушек толстым проводом на воздухе. Почему катушки проводом тоньше, чем 2 мм сжирают «воздух» в звуке – не знаю. Скин-эффект на таких частотах меньше мизерного, что там ещё может быть – непонятно, но «фак» остаётся «факом». С тех пор в свои АС я не ставлю ни каких катушек, кроме тех, что намотаны проводом 2 мм. И вам всем советую не давать волю жабе при выборе катушек индуктивности для фильтров акустических систем.