«Характер» звучания АС задается в основном способом сведения динамических головок, – специфическим набором фазовых искажений и задержек.
Существуют и другие факторы влияющие на “характер” звучания, Но они проявляют себя в гораздо меньшей степени.
К примеру, распространено мнение, что динамики с бумажными диффузорами звучат совсем не так как с диффузорами из пластика. Частично это верно. Но только частично. Качество звучание пластиковых диффузоров непотребно выше 2,5кГц. И соответственно ими не играют ни чего выше 2,5кГц. Бумажные же диффузоры вполне прилично звучат до частот вплоть до 6-12 кГц. То есть, происходит некорректное сравнение.
Если же фильтровать бумажные динамики на частоте 2,5кГц, то разница между между ними и динамиками с пластиковыми диффузорами будет уже мало заметна. И “характер” их звучания будет очень близок.
Широкополосная акустика
Самая распространяя категория, через нее предпочитают слушать музыку порядка 95% всех людей. К этой группе можно отнести наушники, автоакустику. Так как автоакустика в большинстве случаев это не фильтрованный (нет искажений фазы) СЧ/НЧ динамик с добавлением к нему твиттера.
Общее, объединяющее всю широкополосную акустику, естественное, не утомляемое звучание. Нет искажений фазы, так как нет фильтров, которые ее крутят. В силу этого стерео звучание получается именно стереофоническим. А не причудливый псевдо-стерео-калейдоскоп. Как особенно ярко выражено у трехполосных систем. Понять, как на слух ощущаются фазовые искажения можно здесь.
У широкополосной акустики существует только искажения фазы происходящее в результате физического свойства самого динамика. На частоте резонанса у всех динамиков фаза уходит на опережение относительно основного сигнала.
Опережение фазы на частоте резонанса в оформлении фазоинвертор
Это опережение фазы будет зависеть от от акустического оформления. У фазоинверторного оформления опережение фазы будет наибольшим. Важна масса подвижной системы, – чем она тяжелее, тем больше.
Как работает акустика для домашнего кинотеатра 5.1
Различные колонки в системе объемного звучания имеют разные функции:
Центральный динамик в системе объемного звучания 5.1
Звук разговора выводится из центрального динамика, расположенного чуть ниже экрана проектора. Это дает вам ощущение, что на самом деле говорят люди на экране. Важно, чтобы центральный громкоговоритель системы объемного звучания 5.1 или 7.1 был наилучшего качества, которое вы можете себе позволить, потому что именно от этих передних центральных громкоговорителей исходят все голоса разговоров, поэтому для их четкого звучания необходимы громкоговорители хорошего качества.
Передние левый и правый динамики объемного звучания в акустической системе 5.1
Эти динамики выводят звуки, которые исходят с левой и правой сторон телевизионного изображения. Давайте рассмотрим пример автомобиля, движущегося слева направо на телевизионной сцене.
Читайте: Проектор или телевизор: Что лучше выбрать для дома?
Звук выше от левого центрального динамика, когда автомобиль только вводит изображение с левой стороны. Когда автомобиль движется к центру экрана, звук из переднего левого динамика уменьшается, звук из переднего центрального динамика становится максимальным, а когда автомобиль достигает правой части экрана звук из правого переднего динамика увеличивается.
Автомобиль проезжает через экран телевизора за пару секунд, если двигается медленно, или будет проноситься через экран за доли секунды, если двигается быстро. Независимо от скорости автомобиля, динамики синхронизируются с движением автомобиля, и вы получаете очень реалистичный звук автомобиля появляющегося на экране.
Задние динамики слева и справа в 5.1 звуковой акустической системе
Задние левый и правый громкоговорители в системе объемного звука 5.1 или 7.1 включаются, когда для сцен проектора требуется звук сзади или со всех сторон. Примеры сцен, когда все динамики объединяются, например, когда идет сильный дождь, вы почувствуете что попали под дождь. Задние колонки также присоединяются к сцене когда, например самолет пролетает у вас над головой. Вы должны испытать качественную систему объемного звучания, чтобы действительно наслаждаться современными фильмами HDTV.
Читайте: Проектор для домашнего кинотеатра: Как выбрать и какой лучше купить?
Сабвуфер в 5.1 звуковой системе
Сабвуфер является шестым динамиком в системе объемного звучания 5.1. Работа сабвуфера заключается в выводе всех низкочастотных звуков, таких как взрывы, тяжелые барабаны, очень глубокий басовый звук разговора и т. д. Поскольку человеческие уши не могут определить направление, из которого исходит низкочастотный звук, сабвуфер может быть размещенным в любом месте комнаты.
Двухполосная акустика
Существует два основных крайних случая. Условно это ретро акустика прошлого века, – частота соединения динамиков порядка 5-6кГц. И современный массовый новодел, которым забиты все салоны, – с делением головок на частоте порядка 2,5кГц.
Ретро вариант акустики в силу того, что СЧ/НЧ динамику приходится играть на очень высоких частотах, звучит по современным меркам грязновато. Но зато, в силу того, что фильтр крутящий его фазу смещен вверх, слушать музыку можно долго и вполне комфортно. Так как подобное сведение очень близко к широкополосной акустике. Зачастую ретро акустика вообще не подразумевает наличие фильтра на СЧ/НЧ динамике, и по факту больше относится к широкополосной акустике.
Массовый новодельный вариант двухполосных АС с делением порядка 2,5кГц, – звучит очень чисто. Чем производит на покупателей большое первичное впечатление. И по этой причине эта акустика хорошо впаривается. Что и является причиной, что акустикой с таким типом сведения забиты все салоны.
Она очень хорошо передает звук бьющихся стаканов. Вполне прилично играет “аудиофильский джаз” и демофонограммы из серии Реббека Пупкина. Но реальную музыку на этой акустике большинство людей слушать не могут. Утомляет она очень сильно.
Существуют промежуточные варианты, когда деление полос происходит где то посередине – на 4 кГц.
У двухполосной акустики существует опция которою, принято называть 2.5 полосная акустика. Смысл ее в том, что в случаи если в АС два СЧ/НЧ динамика, один из них фильтруется как НЧ. А второй играет и СЧ и НЧ частоты.
Логика здесь в том, что таким образом повышают давление на НЧ без особых искажений фазы. Небольшое искажение фазы конечно происходит. Но приблизительно раз в десять меньше, чем у трехполосных АС.
Весь выбор который у вас есть, – какие искажения вам более противны. Фазовые или нелинейные. Либо те и другие, но понемногу.
Характеристики усилителей для колонок в авто
При выборе аппаратуры для машины водитель учитывает собственные пожелания: насколько должен быть громким звук, качество сигнала по частотам и наличие штатного или дополнительного места для установки.
Эти параметры отображаются в технических характеристиках усилителей, которые делят:
- по количеству каналов;
- классу;
- мощности сигнала;
- минимальной и максимальной частоте;
- наличию фильтра и регулировки сверхнизких колебаний;
- коэффициенту гармонических искажений.
Каналы – это выходы аппаратуры, к которым подключают один или несколько колонок. Одноканальную технику используют при подключении сабвуфера. Ограничение высоких частот в таком усилителе не имеет значения, а фильтр низких «басов» и их регулировка – приветствуется, особенно, при отсутствии такой коррекции на автомагнитоле.
Двух или четырёх канальную технику используют для прослушивания стерео и квадросистем с соответствующим количеством колонок. Используя мостовой метод подключения, через двухканальную аппаратуру подключают 4, 6 и более динамиков. Установку стереоколонок с сабвуфером осуществляют через трёхканальный усилитель.
Классность усиливающей аппаратуры обозначают буквами латинского алфавита. Несмотря на большое количество выпускаемых моделей, выбрать лучше устройство, принадлежащее к классу АВ или D. Усилители класса АВ обладают более низким КПД, чем у D-класса. Это позволяет последним выдавать большую мощность, при меньших габаритах, правда это отражается на стоимости.
Различают номинальную и максимальную мощность радиотехники. На номинальной, аппаратура проработает 2–3 часа, и будет готова продолжить воспроизведение музыки. Максимальная – это такая выходная характеристика, которую усилитель выдаст за небольшой промежуток времени.
При покупке, обращают внимание именно на номинальный показатель. Эксплуатация на большой громкости, будет искажать звук и пагубно отразится на работе радиоаппаратуры, если брать за расчётную – максимальную величину мощности.
Возможность выбора частот, характерных для той или иной модели, зависит от пожеланий водителя, который захочет услышать более низкие или наоборот – высокие тембры звучания.
СПРАВКА! Исследователи выявили разность восприятия, свойственную 90% населения: мужчинам нравятся низкие тембры, а женщинам – высокие частоты.
Трехполосная акустика
На заре появления и становления трехполосных АС (70-80 годы прошлого века) их использовали в основном для прослушивания рок и диско музыки. По методике, когда ручки ВЧ и НЧ вкручивались на полный оборот. А обычно ручки на усилителях были +12 +18дб. Что переводя с децибелов на разы, значит подъем ВЧ и НЧ в 4-6 раз!!!
Их ни кто в линейную АЧХ не слушал. То есть, трехполосная акустика в основном применялась очень специфично, – для задирания давления на краях частотного диапазона (рок-концерт, дискотека).
Когда же потребность в задирании тембров стала неактуальной, выяснилось, что при линейной АЧХ трехполосная акустика имеет весьма сомнительное качество… С точки зрения потребителя, который хочет слушать музыку, а не бухать децибелами на низах.
Так к примеру, крупнейший производитель акустики в мире, Микролаб даже не производит трехполосных АС. Воткнуть в колонку СЧ динамик не проблема. Проблема в том, что трехполосные АС не особо востребованы, в силу их специфичного “характера” звучания.
Трехполосную акустику можно разделит на два условных класса. Ретро вариант сведения, когда полосы соединяют высоко по современным меркам. Типично это 700-1000 Гц для НЧ и СЧ полос. И 6-9 кГц для СЧ и ВЧ.
Второй класс, – типичный современный массовый новодел. Для новодела характерно деление НЧ и СЧ полос на 250-350 Гц. И 3-4 кГц для СЧ и ВЧ. Это собственно и все различие.
А использование кевларовых и пластиковых диффузоров это уже следствие. Так как, на этих частотах деления полос, кевлар и пластмасса вполне прилично играют. А по ряду параметров они даже предпочтительней бумаги.
Играет трехполосный новодел очень чисто. Проблема у только одна, – уровень фазовых искажений беспределен. Утомляемость при прослушивании на них реальной музыки дикая.
Для трехполосной акустики в обязательном порядке требуется специальные фонограммы для раскрытия их “потенциала”. Это опять “аудиофильский джаз” и демофонограммы из серии Реббека Пупкина. Поподробнее можно почитать здесь – Фонограммы создающие ощущение качества.
Для оценки качества современного трехполосного новодела предлагаю посмотреть и послушать на ней выпуск новостей. В выпуске новостей есть сразу все. И речь и музыка и интершумы. Большинству людей будет достаточно нескольких минут, что бы понять что получаемое звучание не имеет ни чего общего, не только с высокой реальностью, но и вообще реальностью. Уровень фазовых искажений таков, что записав звучание трехполосных АС на качественный рекордер, вы ошалеете от того, как будет звучать эта запись. Примеры таких записей – слушаем фазовые искажения.
Все остальное, из серии, что лучше один большой НЧ динамик или три мелких не особо влияет на “характер” звучания АС. Так как качество баса от этого меняться не принципиальным образом. Количество же баса зависит всего от двух параметров. Площади излучателя и его рабочего хода.
Для небольших помещений (комната квартиры) проще набрать площадь излучателей НЧ несколькими динамиками. Так как в этом случаи колонки могут быть адекватной ширины и нужной высоты. В случаи если НЧ это один большой “лопух” форм-фактор АС автоматом получится в виде низенькой толстой тумбочки.
Но если вы живете в своем доме с площадью комнаты 40-80 кв.м. даже не пытайтесь набрать давление на низах мелкими НЧ динамиками. В этом случаи, давление тоже придется набирать несколькими динамиками. Но уже “лопухами” порядка 10-12 дюймов.
Windows Sonic и Dolby Atmos
В настоящее время в Windows встроены две 3D звуковые системы, и третья уже в пути.
Window Sonic — это бесплатное решение Microsoft, способное воспроизводить звук систем объемного звучания 5.1 и 7.1 с помощью любой пары стереонаушников.
В премиальном секторе есть более знакомое и значимое имя — система Dolby Atmos. Подобно Windows Sonic, она может имитировать традиционную систему объемного звучания через наушники. Но Atmos идет еще дальше с так называемым объектно-ориентированным звуком.
Вместо того, чтобы имитировать пять или семь динамиков и сабвуфер, цель состоит в том, чтобы копировать физические объекты, перемещающиеся вокруг вашей головы в трехмерном пространстве — выше, ниже, рядом и вдали от вас. Звуковая информация здесь не просто фиксируется, но и сопровождается метаданными о положении виртуальных объектов в пространстве. Речь идет о трехмерных координатах образа с изменениями во времени, что позволяет получить в помещении однородную звуковую среду с высочайшей детализацией.
© hi-fi.ru
Но здесь есть нюанс. Фильмы, музыка или игры должны поддерживать обработку Dolby Atmos, чтобы получить полный эффект. Вам также придется заплатить $15 за лицензию.
Dolby Atmos для наушников уже независимо включен в несколько игр, например Overwatch, Battlefield 1 и Star Wars Battlefront.
Также в объектно-ориентированном звуке вскоре ожидается еще одно крупное имя — DTS:X.
МНОГОПОЛОСНЫЕ КОЛОНКИ
МНОГОПОЛОСНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Появление новых музыкальных жанров, в частности, активное развитие рок музыки в конце 60х – 70х годов 20 века и параллельное совершенствование акустических систем привели к появлению многополосных колонок, в которых использовались две или более динамические головки, каждая из которых воспроизводила только часть общего спектра сигнала. В зависимости от числа раздельных полос воспроизведения акустические колонки могут быть двухполосными, трехполосными и т. д. Классические многополосные колонки имеют от трех до четырех полос разделения.
Неотъемлемой частью любой многополосной акустической установки является разделительный фильтр, обеспечивающий подведение к каждой динамической головке только тех частот, которые он пропускает. Число фильтров должно быть равно числу головок. В зависимости от полосы частот, на которой те или иные головки работают лучше всего, они делятся на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Рекомендуемые разделительные граничные частоты фильтров между собой равны 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 кГц, 8 кГц. В двухполосных установках граничные разделительные частоты обычно равны 0,5 или 2 кГц, а в трехполосных — 0,5 и 4 кГц.
Основой любой акустической системы является диффузорный электродинамический громкоговоритель. В диффузорном громкоговорителе диффузор (рассеиватель), входящий в его механическую подвижную систему, выполняет функции преобразования механических колебаний в акустические и излучения звука.
Процесс излучения звуковых волн довольно прост: при своих колебаниях диафрагма приводит в движение частицы прилегающего к ней воздуха, создавая попеременно его сжатие и разрежение. Колебания этих частиц передаются соседним слоям воздуха и т. д., создаются волны сжатия и разрежения, которые движутся со скоростью звука вдаль.
Магнитное поле создается кольцевым постоянным магнитом (в ряде громкоговорителей магнитом служит керн) и магнитной цепью из двух фланцев и керна. Между керном и верхним фланцем есть кольцевой зазор, в котором размещена звуковая катушка, свободно колеблющаяся в нем. Чтобы диффузор не изгибался как мембрана и для создания необходимой жесткости, ему обычно придают форму усеченного конуса с круговым или эллиптическим основанием. Тем не менее на высших частотах диффузор, изгибаясь, колеблется как мембрана: волны изгиба двигаются от центра к периферии и обратно, создавая стоячие волны по радиусам диффузора. Для больших диаметров диффузора (около 25 см) эти колебания начинают появляться на частотах выше 1500 Гц, для меньших — на более высоких частотах и воспринимаются слушателем как искажения звука.
Механическая колебательная система имеет резонансную частоту Wm = l/sqr(mCm), которую называют частотой механического резонанса (т — масса подвижной системы; Сm- ее гибкость. Ниже частоты механического резонанса среднее звуковое давление громкоговорителя резко падает. Практически для широкополосных громкоговорителей не удается уменьшить частоту механического резонанса до 60…70 Гц. Следовательно, нижняя граница передаваемого диапазона частот не менее 50…60 Гц, а в большинстве случаев не менее 70…80 Гц. Частоту, выше которой диффузор колеблется как мембрана, можно повысить (при сохранении его массы и размеров), придав диффузору большую жесткость. Эта достигается утолщением стенок диффузора с уменьшением их толщины к периферии.
Динамический громкоговоритель, который по стандартам надо называть «головка динамическая прямого излучения», и который называют все просто «динамиком», был запатентован американцами Райсом и Келлогом в 1925 г. Если взглянуть сегодня на их заявку, то о том, что со дня её подачи прошло восемь десятков лет можно будет судить только по пожелтевшей бумаге. Так мало изменилось в основных чертах конструкции этого устройства, разве что магнитная система стала изящней. И в то же время не приходится сомневаться, что как основной способ преобразования переменного электрического тока в звуковые колебания динамик легко и уверенно шагнет и в третье тысячелетие.
Все революционные конструкции — электростатические, ленточные, планарные, изодинамические, сотовые многослойные и пр., как оказалось, приносят больше проблем, чем решают, а потому так и не смогли вытеснить со сцены классическую конструкцию динамика.
Наиболее заметные усовершенствования в конструкции динамика связаны с появлением новых материалов для изготовления диффузоров. Вслед за бумагой, другими композициями на целлюлозной основе появились полимеры, композиты, металлы и сплавы. Интересно, что в области материалов для изготовления диффузоров наблюдается как бы ситуация накопления — новые прибывают, а старые не исчезают. Дело в том, что два важнейших требования, определяющих качество диффузора, не просто противоречивы, а почти несовместимы. Это — жесткость, которая должна быть как можно выше, и внутреннее затухание, которое тоже жизненно необходимо.
Диффузор — это мембрана или купол воспроизводящий звук. Материал диффузора — чаще всего, прессованная бумага (целлюлоза) с пропиткой для высококлассных моделей. Основные к нему требования, чтобы диффузор не подвергался деформациям во время работы. Выбор материалов для диффузоров очень широк, и определяется большим предпочтением разработчика. Вошло в моду изготовление диффузоре из алюминия, кевлара, полипропилена, дерева, углепластика, лавсана, нередко используются комбинированные материалы (сандвич).
Динамическая головка.
Динамическая головка была изобретена Российским учёным Поповым ещё до 1917 года, а запатентована американцами Райсом и Келлогом в 1925 г., и наиболее заметные изменения в её конструкции связаны с появлением новых материалов для изготовления диффузоров и магнитных систем. Несмотря на присущие ей недостатки, она вполне универсальна, а все иные типы излучателей (ленточные, электростатические и др.) имеют ограниченную область применения. Использование их в АС сопряжено с рядом проблем, но может представлять определенный интерес при создании оригинальных систем.
Для того, чтобы было легче ориентироваться, выбирая акустические излучатели, напомню их основные параметры и принятые англоязычные обозначения, используемые большинством зарубежных производителей.
Таким образом, материал диффузора должен сочетать малую удельную массу с высокой жесткостью и большим затуханием. Поиск компромисса при таких противоречивых требованиях заставляет конструкторов использовать новые материалы, которые успешно сосуществуют со старыми. При этом, решение одних проблем, нередко приводит к появлению новых. Как это ни парадоксально, но бумажные диффузоры пока наиболее удачно сочетают в себе все необходимые характеристики.
- Бумажные диффузоры применяют в головках с момента их «рождения». Первоначально они были клееные, в настоящее время их изготавливают преимущественно методами литья и прессования, с различными пропитками из сложных природных или простых синтетических составов. Прессованные диффузоры конической формы недороги, но очень сложны технологично и обладают рядом недостатков, главным образом — невысокой жесткостью. Диффузоры более высокого качества производят методом литья. Жидкая бумажная масса наносится на матрицу (обычно она из металлической сетки) и, затвердевая, образует заготовку диффузора. При такой технологии за счет применения криволинейной образующей и переменной толщины диффузора, уменьшающейся от центра к краям, удается отчасти решить проблему жесткости. Бумажные диффузоры могут применяться в головках практически всех типов.
Достоинства таких диффузоров — прекрасное внутреннее демпфирование, при котором полное отсутствие местных резонансов, что отражается на высочайшее воспроизведение детализированности, наивный переход от поршневого режима работы к зонному. Гладкая АЧХ позволяет не беспокоиться о поведении головки за пределами полосы рабочих частот, что дает возможность использовать простейшие разделительные фильтры с малой крутизной спада и минимальными фазовыми искажениями. Субъективная оценка качества звучания очень высокая, и соответствует идеальному воспроизведению тонального баланса.
Основное преимущество бумажных диффузоров — наивысшее воспроизведение проработанных мельчайших деталей звучания, чистейший, без каких либо окрасов, звук, что создает наибольшую прозрачность, реальность и глубину звуковой картины. Механическая прочность невысока, и это ограничивает максимальную подводимую мощность. Технологический разброс параметров головок массовых серий велик, что при высоких требованиях к качеству звучания, может потребовать предварительного их отбора. Поэтому, при производстве АС с бумажными диффузорами, требуется очень тщательный подбор головок, компонентов, а также особый подход при сборке и настройке АС. После чего, можно получить высококачественные, но дорогие акустические системы и даже Hi-GH, что невозможно достичь с динамическими головками из других материалов, несмотря на то, какими бы красивыми и даже пуленепробиваемыми они не были.
- Полипропилен был впервые применен, как материал для изготовления диффузоров, при разработке мониторов для звуковых студий Би-Би-Си в 1975 г., и в настоящее время широко используется в головках самого различного назначения. Благодаря довольно большому демпфированию, правильно сконструированный полипропиленовый диффузор может обеспечить ровную и гладкую АЧХ, при высоких значениях удельного звукового давления.
Материал намного технологичнее и проще в изготовление, чем бумажные композиции, и может с успехом применяться при автоматизированном производстве. Единственная проблема — неудовлетворительная адгезия при использовании большинства промышленных клеящих составов не решена. Именно за технологичность и недорогое сырье полипропилен полюбился некоторым производителям массового ширпотреба, что отчасти подпортило репутацию этого материала.
Жесткость чистого полипропилена не очень высока, и большинство компаний, выпускающих качественные головки с полипропиленовыми диффузорами, используют минеральные добавки: кварц, слюду, силикат магния для повышения жесткости не в ущерб демпфированию.
Достоинства головок с полипропиленовыми диффузорами — очень гладкая АЧХ, нейтральное звучание, хорошие импульсные характеристики, плавный переход к зонному режиму, устойчивость к атмосферным воздействиям. Лучшие образцы полипропиленовых диффузоров по прозрачности звучания уступают бумажным, и из-за своего синтетического состава проигрывают по «живой детальности» звукового образа. Основная область применения — средние по звуку широкополосные и низкочастотные головки, а также для авто и катеров. Эти головки очень устойчивы к атмосферным воздействиям, так что полипропиленовые динамики, исходно не предназначенные для автомобильного применения, можно со спокойной душой ставить в машине, в самые опасные с точки зрения влажности места.
Недостатки — По детальности звучания уступают динамикам с диффузорами высокой жесткости. Неплохой материал для сабвуферов, если только используется материал большой толщины или эффективные минеральные добавки.
Можно отметить, что наиболее удачные примеры применения полипропиленовых диффузоров почему-то сосредоточились в Скандинавии. Эталонами здесь специалисты считают 7-мид-басы от Scan-Speak, Dynaudio и Vifa.
- Композитные(Углеволокно). Диффузоры, отформованные из композитных материалов на основе ткани из угольных волокон, сейчас присутствуют в гамме многих производителей, впрочем, чаще всего наряду с другими модификациями, что показывает — углеволокно все же не панацея.
Композиты на основе углеродных волокон в течение уже более чем 20 лет составляют красу и гордость аэрокосмической техники благодаря уникальному, даже в сравнении со стеклопластиками, сочетанию малого удельного веса с очень высокой жесткостью.
Углепластиковые диффузоры идеально работают в поршневом диапазоне, великолепно обслуживая басовый и мидбасовый регистры на основе ткани из углеродных волокон, обладают уникальным сочетанием малой удельной массы с очень высокой жесткостью. Однако из-за недостаточного внутреннего демпфирования и сложной анизотропной структуры материала переход к зонному режиму сопровождается многочисленными пиками и провалами на АЧХ вблизи верхнего края рабочего диапазона.
Для успешного подавления нежелательных призвуков необходимы разделительные фильтры с большой крутизной спада, иногда требуется применение избирательных корректирующих цепочек, либо специальных корректоров. Это намного усложняет конструкцию системы, и создает проблемы с фазовыми искажениями. Основная область применения — сабвуферы.
Зато там, где частота раздела намного ниже верхнего края поршневого диапазона (то есть у сабвуферов), углепластики способны дать действительно мощный, телесно ощущаемый бас.
В конструкции мид-басов все чаще применяют другой композит — на основе кевлара.
- Кевлар.
Кевлар известен, в частности как материал для пуленепробиваемых жилетов. Первые кевларовые головки выпустила в середине 80-х годов французская фирма Focal, немецкая Eton, а также английская B&W. Жесткость кевларовых диффузоров необычайно высока, поэтому со всей силой проявляются проблемы, характерные для диффузоров высокой жесткости. На частотах 3….4 кГц и выше проявляется характерный «кевларовый» звук -изрезанная частотная характеристика, следствие резкого перехода сверхжесткого диффузора в зонный режим. На слух это воспринимается в СЧ диапазоне как жесткий, агрессивный звук, явно диссонирующий со звучанием этой же головки в нижней части среднечастотного диапазона. В самой же НЧ головке доминирует туповатый (неотчётливо проработанный) массивный бас. Конструкторы таких систем вынуждены ставить довольно сложные разделительные фильтры четвертого порядка (24 дБ/окт.), дополненные корректирующей цепочкой с настройкой ее на частоту «кевларового» резонанса — обычно в диапазоне 5….7 кГц, что даёт очень сильные изменения в тональном балансе живого звука.
Эффект «кевларового» звука — следствие сочетания высокой жесткости с малыми внутренними потерями. Чтобы улучшить демпфирование, фирма Eton разработала трехслойный материал, состоящий из двух слоев: кевларового композита и вклеенного между ними жесткого «сотового» слоя. Сходный материал использует фирма Focal под названием Aerogel. Другие производители применяют для подавления нежелательных резонансов демпфирующее резиновое покрытие с нижней стороны диффузора или широкий воротник подвеса. Изготовление таких акустических систем очень дорого, что и притягивает многих любителей непонятного для меня звука.
- Металлические диффузоры.
Попытки использования чисто металлических диффузоров нельзя считать удачными, поскольку их значительная масса снижает чувствительность головок до 84….87 дБ. Отсутствие внутреннего демпфирования приводит к появлению ярко выраженных пиков на частотах 5…. 10 кГц. Пронзительное хриплое звучание рупорных «колокольчиков», установленных в парках или на площадях — кошмар меломана. Чисто металлические диффузоры применяются только в отдельных моделях сабвуферов и купольных головках ВЧ. Многие производители, освоившие логику создания жестких диффузоров, пробовали (а некоторые и продолжают) делать металлические диффузоры мидбасовых головок. Здесь активно оперируют Phase Linear, Infinity, AVANCE, Скан Спик, несколько небольших американских фирм, специализированных на одну-две модели (например — Alumapro, которая больше ничего и не выпускает). Компания Pioneer выпустила модель в верхней линейке Premier — с характерными объёмными выштамповками по кругу. Пока такие головки — скорее исключения, и устойчивой статистики по ним нет, но по отрывочным признакам они находят применение главным образом в установках, рассчитанных больше на предельные уровни звукового давления, нежели на максимально качественное звучание. Сегодня хотелось бы отметить хорошие результаты комбинированных ВЧ головок, куда в состав диффузора входит шёлк, лавсан и титан.
- Жёсткие трехмерные конструкции с плоской излучающей поверхностью и внутренним заполнителем в виде сот или вспененного полимера трудно считать новинкой. Такие головки пробовали делать еще в начале 70-х, причём чтобы подчеркнуть, что они ничего общего не имеют с «устаревшими» диффузорными динамиками, им придавали прямоугольную форму со скругленными углами. Потом как-то тихо, без лишнего шума плоские поршни исчезли со сцены, чтобы появиться снова в продукции наиболее продвинутых и технически бесстрашных компаний в облике СЧ головок и сабвуферов.
Объемный поршень — теоретический идеал излучающей поверхности, но реализоваться он мог только, если был бы невесомым и абсолютно недеформируемым. На деле из-за высокой массы диффузора-поршня конструкторам приходится сложно бороться за звуковую отдачу, а изгибные колебания обычных диффузоров в зонном диапазоне излучения уступают место ничуть не более приятным объемным колебаниям и поперечной «раскачке» тяжелого диффузора. Преимущество таких головок в том, что басе который, как правило не локализуется, становится направленным, что создаёт эффект большей отдачи и компрессии в НЧ.
ВЧ головки
«Пищалки» с мягкими куполами из шёлка или синтетических материалов в настоящее время практически вытеснили диффузорные ВЧ излучатели. Конструктивная особенность купольных головок в том, что вся излучающая поверхность находится внутри звуковой катушки, а не снаружи, как у диффузорных головок.
Достоинство мягких куполов — прекрасное внутреннее демпфирование создает предпосылки для получения гладкой АЧХ с плавным спадом на верхнем краю рабочего диапазона и хорошей переходной характеристики. Недостатком является ограниченная перегрузочная способность, предъявляющая повышенные требования к частоте и/или крутизне спада разделительно фильтра. Высокий профиль купола расширяет диаграмму направленности по сравнению с более плоскими металлическими куполами, которые требуют от конструкторов применения рассеивающих акустических линз, т.е. источников дифракционных искажений АЧХ.
«Пищалки» с жесткими куполами из металлов. Сверхтонкие купола из титана и алюминия стали внедрять в середине-80-х годов; для их изготовления использовали методы прецизионного электролиза и вакуумного напыления.
Как и положено головкам с жесткими диффузорами, «пищалки» с металлическими куполами имеют характерный пик АЧХ на частотах 18….28 кГц величиной до 3..12 дБ. При определенных условиях может возникнуть интермодуляция этих составляющих с другими, находящимися в звуковом диапазоне. На слух это может восприниматься как «металлический» тембр звучания. Нужно отметить, что звучание лучших образцов куполов — прозрачное, чистое, приближающееся к звучанию ленточных излучателей. Ленточные ВЧ головки очень хороши для воспроизведения высоких частот, но у них есть свой ужасающий недостаток — ОЧЕНЬ узкая направленность, а-ля лазерный прицел.
Жесткость диффузора означает, что ускорение звуковой катушки передается без изменения всей излучающей поверхности — от центра до краев. Это выражается потом в ровной частотной характеристике, быстрой атаке на импульсном сигнале, низких интермодуляционных искажениях. Если бы нужна была только жесткость, все диффузоры делались бы из металла. Некоторые и делаются, но поскольку внутреннее затухание в металле ничтожно, для предотвращения собственного «звона» диффузора конструкторам приходится идти на разнообразные ухищрения, и тем не менее окончательно победить резонансы жестких диффузоров так и не удается.
Если бы требовалось только внутреннее затухание, диффузоры надо было бы делать из полупластичной массы вроде известных всем вибродемпфирующих панелей (Dynamat и прочие). Но в этом случае жесткость диффузора была бы ничтожной, и в процессе колебаний только его центральная часть, прикрепленная к звуковой катушке, двигалась бы вместе с ней, а внешние края болтались бы как уши у слона и излучали совершенно не то, что требуется.
Поиск компромисса при таких противоречивых требованиях заставляет конструкторов пробовать все: жесткие материалы (тогда надо заботиться о демпфировании) и материалы с большим затуханием (тогда надо принимать конструктивные меры против нежелательных деформаций). Удивительно, но до сих пор одним из наиболее удачных вариантов баланса между жесткостью и демпфированием обладает древнейший материал для изготовления диффузоров — бумага.
Внутреннее демпфирование акустических систем предотвращает окрашивание звучания, устраняя локальные пики и провалы на АЧХ, снижает слуховую утомляемость, способствует быстрому затуханию импульсных сигналов. Для внутреннего демпфирования используют войлок, синтепон и специально разработанные материалы, например, шерстевату.
Важные конструктивные элементы акустических систем и термины, принятые в акустике:
Керн — передаёт магнитное поле внутрь катушки, но не должен сам намагничиваться, поэтому изготавливается из магнитомягкого материала.
Каркас катушки — цилиндрический каркас, на котором держится звуковая катушка. Изготовляется из тонкого прочного материала, не экранирующего магнитное поле и обладающего минимальной массой. В конструкциях применяют — исключительно электрокартон или алюминий.
Магнитная система — создаёт магнитное поле, в котором перемещается катушка. Очевидно, что чем сильнее это поле, тем больше КПД имеет динамик (тем он громче), поэтому конструкторы стремятся использовать высокоэффективные магнитные материалы. При случайных ударах или разборке магнитной системы или воздействия высокой температуры — характеристики могут необратимо ухудшиться. Иногда магнитная система сверху экранируется (например, для динамиков, встраиваемых в мониторы центрального канала). Раньше встречались Hi-End конструкции, где для усиления магнитного поля на магнитную систему наматывалась дополнительная катушка, питаемая от вспомогательного источника.
Номинальная мощность — максимально рекомендованная производителем подводимая электрическая мощность, ограниченная тепловой и механической прочностью громкоговорителя и нелинейными искажениями. Данная работоспособность соответствует меньшему значению мощности, чем максимально возможное заданное значение недолговременной её работоспособности. Обычно оно меньше паспортного в два раза. Громкоговоритель не должен выходить из строя при длительном его воздействии.
Панель акустического сопротивления (сокращенно — ПАС) — это устройство акустического демпфирования диффузора динамика, которое позволяет радикально снизить акустическую добротность и как следствие заметно уменьшить полную добротность динамика. Конструктивно — это отверстие или группа отверстий или щелей, в стенке АС общей площадью от 20 до 80% от эффективной излучающей поверхности диффузора динамика, на входе в которое помещена ткань или иное волокнистое вещество, создающее сопротивление продуву воздуха. Применение ПАС, т.е. акустического демпфера, позволяет затормозить собственные колебания диффузора , в результате существенно снизится время «послезвучия» и заметно повысится качество звучания. ПАС может быть применена как к низкочастотному так и к среднечастотному динамику. Эксперименты показали, что эффективность работы ПАС зависит от плотности применяемой ткани и от количества и размеров отверстий. Математическому расчету ПАС не поддается и на практике подобрать оптимальное соотношение ткань/площадь панели удается только экспериментально. Это одна из главных причин, почему такой вид акустического оформления практически не применяется сейчас., хотя в 50-е годы прошлого века его с успехом использовали. Первые сведения о ПАС , по другому — апериодическая мембрана, появились в работах Бриггса в 1956 году, а чуть раньше этот метод был запатентован на Гудмансе… с тех пор многие компании в разных вариантах использовали данную идею, пока техническая революция конца 60-х годов с повальной транзисторизацией и уменьшение объемов акустических систем не оттеснили эту очень удачную находку. Можно почти с уверенностью сказать — с отказом от ПАС завершился золотой век АУДИО.
Подвес — через него диффузор прикрепляется к раме — корпусу (диффузородержателю). Может формоваться вместе с диффузором в процессе его формовки, а может изготовляться отдельно из другого материала- латекса, пеннополиуретана, каучука, резины, прессованного поролона, кожи и так далее. Главное, подвес должен оказывать минимальное сопротивление колебаниям диффузора во время работы. Часто бумажный гофр пропитывают специальными составами для большей гибкости и в то же время гасящими паразитные резонансные колебания. Обычно подвес приклеивается к раме.
Рабочий центр — обычно геометрический центр симметрии выходного отверстия излучателя. Для сложных излучателей рабочий центр указывается в описании громкоговорителей.
Фазоинвертор – важный элемент большинства сегодняшних акустических систем. Фазоинвертор представляет собой щель или трубу, находящуюся в корпусе звуковой системы. За счет резонанса этой трубы обеспечивается расширение низкочастотного диапазона. С конструктивной точки зрения фазоинвертор – это закрытый, но не полностью герметичный ящик.
Принцип работы фазоинвертора
Суть работы данного устройства заключается в том, что при помощи акустического резонатора осуществляется переворот (инверсия) фазы звуковой волны, исходящей от тыльной части диффузора. На выходе фазоинвертора эта уже инверсированная волна суммируется с волной, излучаемой фронтальной поверхностью диффузора. Это существенно увеличивает на частоте настройки прибора уровень звукового давления.
Достоинства и недостатки устройства
Преимущества этого вида акустического оформления известны достаточно хорошо. Приблизительно 90 % производимых в мире современных акустических систем оснащены фазоинвертором. Нижняя граница частоты в таких системах в 1,26 раза меньше, чем в закрытых аналогах (при одинаковых размерах корпуса и КПД).
Если взять акустику с одинаковыми габаритами и показателями нижней границы частоты, то системы с фазоинвертором будут обладать большим на 3 дБ КПД. И наконец, при одинаковых значениях нижней границы частоты и КПД, габариты такой системы будут значительно меньше.
К недостаткам фазоинвертора можно отнести невысокие переходные характеристики (по сравнению с системами закрытого типа) и более сложный процесс согласования усилителя с акустической системой. То есть длительность затухания и время нарастания звукового сигнала определяются лишь качеством исполнения самого фазоинвертора. На практике это проявляется в глухом звуке литавр, «бухающем» звучании барабана, размытости щипка при воспроизведении музыки от струнных инструментов и пр.
Стоит отметить, что достоинства существенно перевешивают вышеупомянутые недостатки. Поэтому большинство компаний, специализирующихся на производстве звукового оборудования, внедряют в свои модели данное устройство.
Простому меломану – пользователю акустических систем достаточно знать про фазоинвертор несколько простых, но очень важных вещей. В комнате площадью меньше 12 метров нельзя устанавливать колонки с фазоинвертором расположенным в задней части – получите отвратительное буханье вместо музыки. Для небольших помещений лучше выбирать колонки с передним расположением фазоинвертора или вовсе без него. Если ваши колонки оснащены фазоинвертором, и вам кажется, что бас «бубнит» — попробуйте заткнуть отверстие фазоинвертора любой плотной тряпкой – иногда это помогает.
Частотная характеристика громкоговорителя по звуковому давлению — зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем в точке свободного поля (находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра прослушивания) от частоты при постоянном напряжении на соединительных клеммах громкоговорителя.
С) Александр Ян-Беляевский «Кое-что об акустике».
Как включить и настроить 7.1 звук
В колонках и наушниках
Если у вас домашний кинотеатр или ресивер с поддержкой звука 7.1, нужно открыть меню (телевизора или самой приставки-ресивера), найти объёмный звук и включить его, если отключён. В ресиверах обычно есть несколько вариантов настройки, например, используя специальный микрофон (для учёта акустического оформления комнаты). Если в меню есть какие-то варианты (обычно это что-то вроде: кино, игры, широкий DTS и тому подобное), проверяйте все, слушайте, экспериментируйте.