2-Way Active Loudspeaker

   Τα ενεργά ηχεία έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα απλά ηχεία που χρησιμοποιούν παθητικά υλικά για την υλοποίηση των στοιχείων διαχωρισμού των συχνοτήτων. Στην περίπτωση των ενεργών ηχείων έχουμε , αναλογικά, μεγαλύτερο κόστος κατασκευής, διότι κάθε μεγάφωνο οδηγείται από δικό του τελικό ενισχυτή. Σε ένα σωστά σχεδιασμένο ενεργό ηχείο, η ποιότητα του ήχου είναι πολύ καλύτερη και οι παραμορφώσεις πολύ χαμηλές, επειδή δεν χρησιμοποιει πηνία και πυκνωτές στην πορεία του σήματος,. Όσοι πυκνωτές υπάρχουν στην πορεία του σήματος έχουν πολύ μικρή τιμή και είναι πολύ καλής ποιότητας. Αυτό δεν σημαίνει ότι ένα καλά σχεδιασμένο παθητικό ηχείο δεν είναι καλο, ίσως και καλύτερο από ένα ενεργό. Αντίθετα ένα ενεργό ηχείο είναι αρκετά πιο δύσκολο στην κατασκευή. Στο [Fig.1], υπάρχει ένα κύκλωμα ενεργού ηχείου 2 δρόμων . Όπως βλέπουμε και στο Block διάγραμμα [Fig.2], υπάρχει ένα κλασσικό crossover 2 δρόμων με συχνότητα διαχωρισμού fc=3100HZ -24dB/oct. Η συχνότητα αυτή επιλέχθηκε, γιατί είναι κοντά στην συχνότητα διαχωρισμού πολλών μεγαφώνων του εμπορίου, μπορει όμως να αλλάξει και να προσαρμοστεί στην δική σας επιλογή μεγαφώνων, αρκει να χρησιμοποιήσετε τους τύπους που δίνω για τον υπολογισμό [Fig.3]. Το IC1 κάνει την προσαρμογή εισόδου, τα φίλτρα γύρω από το IC2 δημιουργούν ένα υψιπερατό φίλτρο συχνοτήτων, για συχνότητες επάνω από Fc=3100HZ, αντίθετα τα υλικά γύρω από το IC3 δημιουργούν ένα κατωδιαβατό φίλτρο, για συχνότητες κάτω από 3100HZ. Με το τριμμερ TR1 στην γραμμή των υψηλών συχνοτήτων μπορούμε να προσαρμόσιμε, αν χρειάζεται, την στάθμη μεταξύ των δυο μεγαφώνων. Συνήθως θα χρειαστεί να χαμηλώσουμε κατά 10% την στάθμη του tweeter σε σχέση με το woofer. Σε πολλά σημεία του φίλτρου υπάρχουν πυκνωτές και αντιστάσεις που δεν χρησιμοποιούνται, αλλά είναι εκεί για μελλοντικές αλλαγές, σε μια άλλη συχνότητα διαχωρισμού, όπως οι R6-10 που δεν χρησιμοποιούνται. Στο επόμενο στάδιο οι δυο έξοδοι του φίλτρου οδηγούνται στους δυο ενισχυτές ισχύος, τον IC4 για τις υψηλές συχνότητες και τον IC5 για τις χαμηλές. Αυτά είναι δυο υβριδικά ολοκληρωμένα της Sanyo ισχύος εξόδου 80W/8ohms με πολύ καλά χαρακτηριστικά και ήχο. Μπορει να γινει αλλαγή με άλλο τύπο της σειράς όπως STK4036, STK4038, STK4040, με ανάλογη τροποποίηση της τροφοδοσίας ισχύος. Η συγκεκριμένη σειρά χρησιμοποιείται σε αρκετές περιπτώσεις ενεργών ηχείων με πολύ καλά αποτελέσματα. Καλο είναι να χρησιμοποιηθεί ο τύπος STK4042XI, γιατί έχει πιο σύγχρονη εσωτερική σχεδίαση, σε σχέση με τον τύπο STK4042II. Τα φίλτρα RLF1-2 στην έξοδο των ενισχυτών αποτελούνται από την αντίσταση R27 ή R38 και ένα πηνίο τυλιγμένο γύρω από αυτή, σε τρεις στρώσεις. Το πηνίο φτιάχνεται με 25 έως 30 σπείρες χάλκινου σύρματος, διαμέτρου 1mm. Στην έξοδο των ενισχυτών υπάρχουν οι επαφές του relay RL1 ο οποίος ελέγχεται από το σύστημα προστασίας από DC και καθυστέρησης. Αυτό το κύκλωμα βρίσκεται γύρω από το IC6 και εργάζεται ως εξής: Όταν το κυκλωμα τροφοδοτείται από τάση υπάρχει μια καθυστέρηση 5 sec στην σύνδεση των ηχείων επάνω στις εξόδους των ενισχυτών με αποτέλεσμα να μην ακούγονται οι θόρυβοι φόρτισης των πυκνωτών. Αντίθετα όταν διακόψουμε την τροφοδοσία του κυκλώματος τότε το RL1 αποσυνδέει πολύ γρήγορα τα ηχεία από τους ενισχυτές, με αποτέλεσμα να μην ακούγεται ο θόρυβος εκφόρτισης των πυκνωτών. Παράλληλα το κυκλωμα προστατεύει τα μεγάφωνα από συνεχείς τάσεις, που θα παρουσιαστούν για οποιοδήποτε λόγο, στην έξοδο των ενισχυτών ισχύος, ανοίγοντας τις επαφές του RL1 και αποσυνδέοντας, πολύ γρήγορα τα μεγάφωνα. Η λειτουργία του κυκλώματος προστασίας γίνεται εμφανής από το Led [D20], το οποιο θα πρέπει να τοποθετηθει σε εμφανές σημείο στο κουτι του ηχείου. Η συνδεσμολογία φαίνεται στο Fig.2. Ο μετασχηματιστής τροφοδοσίας είναι τοροιδής καλής ποιότητας. Η κύρια πλακέτα, η ψήκτρα, ο μετασχηματιστής τροφοδοσίας, η γέφυρα ανόρθωσης BR1, καθώς επίσης όλα τα υλικά που φαίνονται εκτός πλακέτας τοποθετούνται σε ένα κομμάτι αλουμινίου κατάλληλων διαστάσεων το οποιο προσαρμόζεται στις διατάσεις του κουτιού του ηχείου και τοποθετείται στην πίσω πλευρά του κουτιού. Οι δυο τελικοί ενισχυτές IC4 και IC5 βιδώνονται επάνω στην πλάτη της ψήκτρας. Η συνολική απόδοση του ηχείου εξαρτάται πάντα από τα χαρακτηριστικα των μονάδων Tweeter και Woofer που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτό, καθώς επίσης από την σχεδίαση και την ποιότητα του κουτιού. Πιο παλιά χρησιμοποίησα στη θέση του tweeter το T33A και woofer το B200G της KEF.

Fig.3--Crossover calculation