Ленточный ВЧ (Ribbon tweeter) DIY(колхозим сами)⁠⁠

Увидел в какой то около аудиофильской статье про некие ленточные ВЧ излучатели, стало интересно как оно работает... собрал прототип, на нем исследовал разные намотанные самостоятельно согласующие трансформаторы и влияние площади ленты с прочими параметрами. Скажем так много спорных моментов.

Но в целом девайс рабочий и можно делать на неодиме, с целью получить чувствительность хотя-бы выше 95дБ. Берем значит швеллер 30Х30 из конструкционной стали, и мебельный щит в одном из известных магазинов строительных материалов. На базе того же магазина есть мастерские, за недорого очень много станков дают на поюзать. Напилил там детальки корпусов.  Толстовата досочка... 16 мм по моему.

Собирал в таков вот варианте магниты. Смысла нет на всю дину их делать, как по мне. работает активно только средняя часть ленты.

Остатками эпоксидной смолы склеил будущие корпуса.

Прикинул как оно будет то...

Протестировал на 5 разных трансформаторах. О них чуть позже(отдельный гемор с ними)

Доклеиваем дерево чтобы заполнить зазор и слегка увеличить КПД излучателя.

Шлифуем наждачкой и красим корпус на балконе.

И теперь о трансформаторе!

1. Мотать на феррите. Проницаемость 6000НМ (до 30кГц работает). На нем получилось оптимально по диапазону, захватывает примерно от 4кГц и до 22кГц стабильно (выше 15 не слышу, смотрел осциллографом).  Выше не тестировал, нечем такой сигнал подать. Зависимость простая -> Выше проницаемость - ниже частотный диапазон. 3000НМ работает уже до 100кГц но начиная примерно с 8-10кГц, что уже многовато для нижней границы ВЧ излучателя. Кольца от компьютерных БП можно, но КПД будет крайне низким и о чувствительности даже в 80дБ там речи не идет, частоты не измерял так как влом было с этим возится.

2. Самое главное - соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток в зависимости от согласуемого сопротивления.

Пляшем тут от числа витков первичной обмотки, на которой нам надо получить сколько то Ом сопротивления(не меньше 4 Ом обычно) для подключения ее как нагрузки к усилителю. Я брал 4 Ом (шелковые ВЧ в колонках с таким импедансом), это 130 витков 0.16мм (4м) намоточным проводом (есть просто катушка его) на сердечнике с сечением 28х6х9мм. Далее по формуле согласования сопротивлений(картинка ниже). Где Z1 - сопротивление первичной обмотки, Z2 - сопротивление ленты (у меня 0.08 Ом). N1 - число витков первичной обмотки, N2 - число витков вторичной обмотки.

Первая формула сверху - исходная. Вторая по которой считаем витки вторичной обмотки. Взято из какой то статьи про идеальный трансформатор. (https://studfile.net/preview/2702764/). И как показала практика формула верна.

3. Намотку вторичной обмотки нужно производить жгутом из нескольких жил исходя из таблицы для скин эффекта(проникновение тока на 0.46мм при частоте 20кГц). То есть несколькими проводами диаметром до 0.9 мм каждый. Я мотал жгутом из 30 жил по 0.16мм(других нет). В принципе 2х-3х жил по 0.7мм вполне хватит как я думаю даже с запасом... знающие посчитают сами на какой ток вторичка нужна, я делал на глаз и по коэффициенту преобразования. 

4. Надежно это всё заливаем эпоксидной смолой для фиксации катушек. Для чего и почему? -  А просто на мощностях ближе к 20-30Вт катушки начинают сами звенеть причем довольно слышно.

Про трансформатор всё. Вот формулы:

Вот готовый, без заливки пока и пересчитанный на 260 витков (8м 2х0.16мм первички) и 35 витков вторички той же шиной. С запасом по мощности... ну как мне кажется =) 

Покрасил модули слегка пыльнув баллончиком на балконе для вида. Контактные площадки прилепил до этого. Прикрутил крепление в виде алюминиевого уголка 25х25, главное при сверлении отверстий не попасть в магнит =) и лучше это делать до их установки разумеется, а не так как я. Устал стальную стружку вычищать с магнитов.

Крепление под прижим ленты очень простое. Площадка из фольгированного и залуженного текстолита + прижим из того же алюминиевого профиля с прокладкой из силикона(водопроводная какая-то в том же магазине).

Отжимаем у жены немного фольги для запекания и хитрое устройство для гофрирования волос. Ранее была куплена фольга 14мкм но в сравнении с обычной 10мкм разницы не заметил, так что всё равно. Может быть разница и есть из-за массы ленты, но она видимо за границами рабочего частотного диапазона. Гофр решил так сделать - на 5см возле магнитов плоский участок, остальное как подвес. Можно и всю гофрировать (разницы не заметил), можно и не гофрировать и пустить в натяг (поднимется нижняя граница частоты причем заметно). Гофрировал холодным устройством чтобы не изменить механические свойства фольги.

Модуль в сборе. Батарейкой определил полярность. Плюс там где при подаче + напряжения с батарейки лента движется на слушателя. Лучше брать немного севшую, а то лента сильно прыгает. Так же в трансформаторе отмечаем начала обмоток. Соединяем + входа(от усилителя) с началом первички, и + выхода на ленту с началом вторички. Фазировка это важно!

Прицепил это всё в хреново прокрашенный корпус, и остался доволен звучанием. Добавило деталей, диапазон по ВЧ заметно шире и всё такое... Очень годно звучит не смотря на колхоз. В сравнении с купольниками от wharfedale VR-100 сильно заметная разница.

Будем считать эти излучатели бэта прототипом будущих крутых ленточных ВЧ.

По деньгам вышло сравнительно не дорого, примерно в 1.5к на материалы.

Феррит 2 кольца 28х9х6 - 300р

Мебельный щит 1х0.5м - 200р

Швеллер 30х30 - 400р

Обработка дерева и металла в мастерской своими руками - 200р/час (я уложился)

Уголок алюминиевый 25х25х1м около 200р

Краска в баллоне любая - 200р

Остальное всё(намоточная проволока, изолента, фольга, обрезки текстолита и саморезы и т.п.) были в наличии от старых проектов.

Спасибо за внимание.

Жду советов по доработке или переработке сего девайса =)