Громкоговорители на подмагничивании

История громкоговорителей началась в 1874 году,когда немецкий инженер Эрнст Вернер фон Сименс(основатель концертна сименс) описал конструкцию устройства,состоящего из круглой катушки,помещенной в магнитное поле.Благодаря особому креплению катушка могла совершать вертикальные движения.Эрнст фон Сименс указывал,что устройство может быть использовано для воспроизведения звука.Чуть позже Сименс получил два патента,в которых фактически описывалась конструкция громкоговорителя.Пройдя ряд усовершенствований, примерно в 20-х годах прошлого столетия,диффузорный громкоговоритель приобрел тот вид,который мало изменился по сегодняшний день.

Подавляющее большинство громкоговорителей,выпущенных до второй мировой войны,имели так называемую катушку подмагничивания,field coil.Поскольку мощные постоянные магниты со стабильными свойствами делать в то время еще не научились,гораздо дешевле и эффективнее было использовать электромагнит,т.е. катушку,одетую на керн магнитной системы и подключенную к источнику постоянного напряжения.Динамики на подмагничивании продолжали выпускать и в 30-е,и в 40-е и даже в 50-е годы.Многие известные фирмы,такие как клангфилм,сименс,телефункен,вестерн электрик,РСА производили динамики с электромагнитами,считающиеся до сих пор непревозойденными по музыкальности и выразительности звучания и стоящие баснословных денег на аукционах.

 Сегодня электромагнит кажется анахронизмом,однако в мире наблюдается устойчивый рост интереса к подобной конструкции динамика.Появились отдельные мастера и даже фирмы,выпускающие громкоговорители на подмагничивании или переводящие на подмагничивание электродинамические громкоговорители других производителей.

Есть ли во всех этих играх рациональное зерно или это очередная аудио мода,подобная увлечению однотактниками?Мне кажется,что у электромагнита есть только одно неоспоримое преимущество:он позволяет регулировать напряженность магнитного поля в зазоре магнитопровода динамика,и тем самым производить «тонкую» настройку громкоговорителя по тональному балансу и качеству воспроизведения баса.Электродинамические громкоговорители такой возможностью не обладают.В остальном электромагнит менее удобен,при плохой фильтрации пульсаций от блока подмагничивания в АС может прослушиваться фон переменного тока,к тому же опыт использования и создания подобных громкоговорителей свидетельствует о том,что качество материалов,из которых изготовлены магнитопровод и обмотки электромагнита,имеет решающее значение для звучания громкоговорителя.Например,окраска и «прозрачность» провода,которым намотана катушка подмагничивания,слышны также хорошо,как и звуковые свойства провода в обмотках выходного трансформатора!А блок питания катушки подмагничивания и все его компоненты(выпрямитель,силовой трансформатор,конденсаторы,соединительные провода)влияют на звук даже сильнее,чем те же элементы в блоке питания усилителя мощности!Данные факты не укладываются в рамки современной физики и их смело можно отнести к разряду аномальных явлений в аудио,хотя бы потому,что при достаточно большой емкости фильтрующего конденсатора и индуктивности катушки подмагшничивания в цепи подмагничивания нет полезного сигнала или он имеет пренебрежимо малый уровень,тогда как слышимость элементов питания цепи подмагничивания выше,чем в сигнальных цепях УМ. Экспериментируя с подмагничиванием,я собрал несколько десятков блоков питания для самых разных динамиков.

Отправной точкой для моих опытов послужили рекомендации Анатолия Марковича Лихнцкого,известного инженера и автора ряда концептуальных статей об аудио:

http://www.aml.nm.ru/biography.htm

Анатолий Маркович начал использовать динамики на подмагничивание еще в далекие 60-е прошлого столетия,и сейчас слушает двухполосную моно АС,в которой основной диапазон воспроизводит 15 дюймовый вуфер клангфилм 44022 на подмагничивании,а выше 5 кгц работает 4 дюймовый field coil твитер сименс 1938 года выпуска.

Поскольку найти в интернете тексты Анатолия Марковича об опытах с подмагничиванием затрудинтельно(они размещаются на закрытом форуме и не находятся поисковиками),я привожу несколько наиболее отрывков из его сообщений,сохраненных на моем компьютере:

Речь идет об источнике питания для динамиков с подмагничиванием! То что источники питания двигателей электропроигрывателей и др. казалось бы не связанных электрически или магнитно с трактом воспроизведения известно сравнительно давно .То что источник питания подмагничивания влияет на качество звучания громкоговорителя то же было известно ,но ни кто не исследовал в какой степени .Правда Антон Степичев недавно просил обратить мое внимание именно на источник питания обмотки подмагничивания. Поскольку последнее время я занимался в основном столярными работами, то как то пропустил замечание Антона мимо ушей,и подключил динамики Кланг и Сименс непосредственно к сети через диодный мостик КЦ405 и параллельный конденсатор ТЕСЛА 300 мкФ.. Звучание было замечательным,как то сразу и вопрос об источнике стал не актуальным .Но однажды диодный мостик полетел в момент включения. .Я поставил другой –произошло тоже самое и я решил сделать кенотронный выпрямитель с силовым трансформатором и П-образным фильтром.. Элементы я поставил в него не лучшие( старые советские). Я понадеялся, что их влияние будет не таким сильным, как в мощнике и ошибся. При первом включении меня буквально ошеломила вульгарность звучания. .Было ощущение ,что собранный ранее только на телековских деталях мощник и источник для подмагничивания объявили друг другу вторую мировую войну. Слушать музыку на системе было не возможно. Какая то истерия ,полное искажение и вульгаризация эмоций.Естественно,такое было просто недопустимым! И я решил заняться источником основательно. Кстати я тут же обнаружил,что при отключении источника за счет остаточной намагниченности динамики продолжали звучать,правда тихо ,но главное они звучали прекрасно,причем на всех уровнях восприятия. Значит,есть возможность оценить в чем конкретно гадит источник питания подмагничивания так как есть эталон для сравнения . Далее началась работа : Двухполупериодное выпрямление было заменено на однополупериодное- было получено заметное улучшение( очищение звука) Электролит в фильтре менялся несколько раз и на советские и на Самсунг и на Тесла и в конце концов на Блек Гейт. Выйграл блек Гейт . Каждый проводок я заменил на телековский и правильно сориентировал по Антону Степичеву . Качество звучания прирастало семимильными шагами . Закончил я подбором кенотронов 5ц3 с . Выбор делался из советских 50 гг. и 70 гг. и Сильвании ( 60 гг.). С большим отрывом выйграли кенотроны 5Ц3 с 50 гг. И хотя из звучания исчезла совковая пошлость ,но какая то резкость и грубоватость особенно на тутти осталась .Меня это не устроило и я вернулся к безтрансформаторному включению через диодный полупроводниковый мостик, введя небольшую катушечку телековского провода перед плюсом электролита, что бы мостики дольше не летели. Итак,выиграл полупроводниковый мостик .Из за чего, спросите Вы ? Из-за кратчайшего пути сигнала! Какие можно сделать выводы? Экспериментировать с проводами, кенами, трансформаторами и дросселями лучше всего на источнике питания для подмагничивания. Во первых безопасно –ни чего не сгорит в звуковом тракте. Во- вторых по чувствительности ко всем заменам элементов и смене направлений проводов источник подмагничивания не уступает выходной ступени мощника. В третьих есть эталон звучания с отключенным подмагничиванием……………………………………………………………………….

 Я оказался непреклонен и продолжил эксперименты с подмагничиванием.
Я решил вместо кремниевого диода поставить германиевый, перерыл четверть чулана и не нашел германиевого диода, но зато нашел старый советский купроксный выпрямитель.Я поставил его вместо кремниевого диода и сразу заметил изменения в звучании .Я бы не сказал, что звучание улучшилось ,но оно стало другим ,во всяком случае ядовитость кремния явно исчезла.Существенно возрасло разрешение .Чувствительность к малейшим изменениям в монтаже стала чудовищной.Например,у меня есть два припоя ПОС60 :телековский и старый французский ( подарены Антоном Стечивевым).Так вот, если я тыкаю паяльником с французским
припоем в пайку сделанную телекоским припоем , то немедленно слышу смягчение звучания и потери на высоких, а а если затем телековским то сразу ощущаю повышенную сухость..
Я сплавил два припоя и получил требуемый ТБ , но что то меня не устраивало. Какая то совковость присутствовала на ВЧ и отделяла высокочастотник от благороднейшего Клангфильма.
И вот я решился на последний шаг ,вставил в выпрямитель 5 см антоновского проводочка ,который он сам считает своим самым лучшим .И о чудо ВЧ динамик в благородном порыве слился с Клангфильмом идеально и ни каких признаков совковости.Совершенно отчетливое слуховое впечатление , которое навело меня мысль( которую я кстати как то уже высказывал в статье про усилитель Медведева).Некоторые наиболее высоко организовынные проводники начинают воспитывать низко организованные элементы и проводники, например отечественного производства.Более того они захватывают власть в источнике питания и объявляют себя просвященными диктаторами.
Социальное поведение не только проводников ,но даже и электронов в них предсказывал Тесла .Вчера об этом было расказано в передаче по «России», посвященной Тесла.
С уважением, Анатолий Лихницкий.

Наконец я реализовал однотактный безтрансформаторный источник к Klangfilm,у на самом дорогом на Ебее кенотроне RGN 4004 и сравнил его с безтрансформаторным мостиковым выпрямителем.
Итак диодный звучит более ясно, но слышна в звучании некоторая жесткость или можно сказать грубость на тутийных местах , тогда как с кенотроном жесткости нет но ясности поменьше .Ястость очень сильно зависил от всех проводников источника и повышается когда сеть как можно прямее попадает на кенотрон и далее на обмотку подмагничивания громкоговорителя.
С уважением , Анатолий Лихницкий

 Всеж таки я решил сравнить RGN 4004 c рядовым кремниевым диодом в подмгничивании.Результат ожидаемый ,но зато как на ладони.
Во первых, диод имеет направление и не только по проводимости но и по воздействию на звучание.В схеме подмагничивания его можно переварачивать и убеждаться в том ,что в одном из напралений его звучание менее ядовито чем в другом.
При сравнении с кеном звучание диода более агрессивное ,хотя и более собранное,но что то человесеское в голосе исчезает и музыку долго не хочется слушать.Ощущения очень похожи на те которые наблюдаются при переходе с прямого воспроизведения грампластинки на ее воспроизведение дополнительно через АД-ДА.Конечно я могу только предполагать( данных не достаточно) но именно кремний как материал ,а вовсе не оформленная структура АД-ДА создает ощущение повышенной записи мы выберем ,кординального улучшения звучания можно ожидать только при создании микролампового АД-ДА конвертера.
С уважением, Анатолий Лихницкий

 Решая свою проблему я одновтеменно решил и несколько мировых.
У меня подмагничивающие обмотки кланга и ВЧ-сиеменс громкоговорителей были включены последовательно. В рзультате ВЧ динамик не добирал по чувствительности .Потребогвалось увеличить напряжение на обмотке ВЧ -громкоговорителя .Есть два варианта :
1. Зашунтировать Кланговскую обмотку резистором.
2. Сделать самостоятельный источник подмагничивания для ВЧ динамика.
Я пошел по второму пути ,т.к. включение резисторов сразу плохо скажется на звуке. А звучание Кланга я не хотел портить ,поэтому приступил сразу к изготовлению отдельного источника.
Безтрансформаторная схема не получается ,так как требуемое напряжение 30 В.
Не получается и обходится конденсатором в 2 мкФ потребовалось включать 1000 мкФ .Да и кенотрон при напряжении 30 В не эффективен.

Так что пришлось применить советский кремниевый диод ,( наверное нужно было найти и воткнуть германий, но его не было) .
Так вот чувствительность ВЧ динамика к изменениям в цепи подмагничивания такая же сумасшедшая как и на Кланге.Так что все как на ладони .
Вот что я наблюдал , причем без особых усилий и без сомнений:
Брюлевский силовой транс 50 гг.обыграл Сиеменс 40 гг.
Электролиты Дженсон 50 гг. обыграли Сиеменс 30 гг.
Силовой шнур старый (не знаю происхождение ) был обыгран Монстром Кейблом.( кстати Антон требовал ,что бы я отовсюду выкинул Констер Кабле,а он у меня стоит в сети корректора и мощника.)
Я не хочу сказать что я опроверг новую догму -чем старше провод, элемент тем лучше, но исклюсчения из этого правила я наблюдаю очень часто.
Перепробовал все разетки в комнате и каждая по разному окрашивает звучание.Ужас!!!!
И еще ,должен сказать,со всей очевидностью и провода и конденсаторы и пайки и др. компаненты могут только портить звучание .Это отмечается в момент отключения питания подмагничивания.

Мой окончательный вариант :
Безтрансформаторное питание обмотки подмагничивания громкоговорителя Klangfilm .
Номинальное напряжение 250 В / ток 60 мА.
В связи с тем, что у меня снижена резонансная частота подвижной системы кланга и к тому же открытый ящик я подобрал на слух оптимальное напряжение питания подмагничивания 200 В .
Выпрямление сети однополупериодное ,через один анод кенотрона RGN4004. Ни каких дросселей — только конденсатор 5 мкФ старый, фирмы Bosch (бумагомаслянный), включен параллельно обмотке подмагничивания.
Высокочастотник фирмы Siemens 10 см
Питается от однополупериодного выпрямителя на германиевом диоде КЦ (1952 г.выпуска) Параллельно обмотке подмагничивания включен электролитический конденсатор фирмы Janson 1000 мкФ\100 в( 1950 г.выпуска).Для установки требуемого напряжения использован понижающий трансформатор фирмы B&K (1950 гг. выпуска).Выбор напряжения переключением обмоток выполнен на слух.
С уважением , Анатолий Лихницкий

Обобщая опыт Анатолия Марковича,основной принцип питания катушки подмагничивания можно сформулировать так:максимальная простота блока питания и минимальное количество деталей самого высокого звукового качества.А теперь перейдем к практической части.

Все динамики на подмагничивании условно можно разделить на три группы:

1.Высоковольтные,с напряжением возбуждения 200-300в и током потребления до 100ма,к этой группе относятся почти все громкоговорители на подмагничивании,выпущенные фирмой клангфилм для профессионального кинооборудования.Самые известные среди них это вуфер 44022 и широкополосник 42006.К высоковольтным динамикам также относятся многие американские громкогокорители дженсен,магнавокс,РСА,устанавливаемые в радиоприемники,консольные радиолы,электроорганы и комбики.

Для таких динамиков лучшей схемой питания является прямое подключение выпрямителя к сети,без промежуточного трансформатора.Даже самый лучший трансформатор вызывает ощущение загрязнения звучания и снижения ясности.Выпрямительный элемент кенотрон,он должен быть настолько хороший,насколько вы можете себе позволить.Однополупериодное выпрямление,накальный трансформатор высокого качества и конденсатор,определяющий не только уровень пульсаций,но и напряжение на катушке подмагничивания.Желательно использовать бумаго-масляные конденсаторы,выбирая номинал и тип путем отслушивания.

2.Динамики с напряжением возбуждения 70-150в,т.е. гораздо меньше,чем можно получить при ОППВ выпрямлении напряжения сети,с током потребления до 100ма,очень редко до 150ма(динамики из знаменитых телефункеновских двухполосных радиоприемников высшего класса 7001 и 8001 потребляют ток  160ма).

К этой группе относится большинство европейских динамиков,устанавливаемых в ламповые радиоприемники и консоли.Например,практически все «бытовые» динамики концерна сименс(сименс,АЕГ,телефункен) имеют напряжение питания от 70 до 100в.Опытным путем мною было выяснено,что наилучший результат достигается при питании таких громкоговорителей от автотрансформатора.В качестве такового можно использовать  винтажные силовики из ламповых радиоприемников.Большинство европейских силовиков имеют на первичной (сетевой)обмотке отводы,для подключения к сети 110,120,150,220,240в.Первые два отвода повзоляют питать от такого импровизированного автотрансформатора большинство динамиков телефункен с напряжением возбуждения 70-100в.Токи потребления обычно небольшие и допускают применение кенотронов.Для токов до 100ма можно рекомендовать одноанодные кенотроны RGN1404,1832 philips,dario,G1404 valvo.Для токов до 150ма и выше потребуются более мощные выпрямители,типа RGN2004,RGN2504,AZ12 mesh,AZ50,AX50 Для блоков питания экстремального качества можно применить самый мощный и дорогой европейский кенотрон RGN4004 telefunken,он же KL77305 klangfilm а также его версии:вальвовский G4004 и филипсовский 1817.

3.Динамики с напряжением возбуждения от 7 до 20-30в и током до 1ампера.К этой группе относятся очень редкие драйвера и вуферы вестерн электрик,а также некоторые громкоговорители КИНАП,например СЧ драйвер 1А13 и басовики 2А8,имеющие электромагнит 20в/1а.Среди европейских динамиков низковольтные попадаются черезвычайно редко,из самых распространенных это 4-х дюймовые твитеры сименс и телефункен на подмагничивании(30в/100ма и 45в/70ма)

Для таких громкоговорителей неизбежно применение понижающего трансфоматора.В качестве выпрямительного элемента в низковольтных БП лучше всего работают винтажные селеновые шайбы,на втором месте винтажные германиевые мощные диоды типа Д305.Селен можно включать в однополупериоде,в случае необходимости соединяя  шайбы последовательно(обратное напряжение селена не превышает 20в).При токе потребления порядка нескольких ампер для сглаживания пульсаций необходимы конденсаторы довольно большой емкости,сотни микрофарад,поэтому неизбежно придется применять электролиты высокого звукового качества,например РОЕ,сименс,в крайнем случае BG или что-то современное аудиофильское.

Отдельно стоит упомянуть такое тупиковое направление в создании блоков питания для динамиков на подмагничивании,как источники тока и стабилизаторы на мощных лампах и транзисторах.Создание опытного ИТ на самых лучших компонентах показало,что естественность звучания при применени ИТ очень сильно страдает,а ясность существенно снижается.Дополнительные же расходы на лампы и конденсаторы абсолютно не оправданы.Единственная задача,которая успешно решается с помощью подобных БП,это достижение высокой стабильности тока подмагничивания.Однако побочный эффект,резкое ухудшение звучания,перевешивает все плюсы стабилизации режима.

 Статья из журнала Радиолюбитель 20-х годов,в которой предлагается минималистский способ питания динамиков!

Ниже фотографии блоков подмагничивания,которые я собирал на протяжении последних нескольких лет

Для новых блоков питания пришлось изготовить специальные «эзотерические» панельки.В квадратной площадке из красного дерева высверил дырки и вставил спиральки из телефункеновского провода,сориентированного по направлениям,все соединения с панелькой-скруткой.

Селеновые блоки питания для твиттеров сименс на подмагничивании,1939 года выпуска