Где взять правильную домашнюю акустику? Эволюция домашней акустики и новый взгляд на двухполосные АС

Содержание / Contents

• 1 1950-е годы
• 2 1960-е годы
• 3 1970-е годы
• 4 1980-е годы
• 5 1990-е годы и далее
• 6 Кто виноват?
• 7 Что делать?
• 8 Заключение

Сразу скажу, мы не будем ориентироваться на Hi-End. На то есть разные причины. Среди них дороговизна комплектующих, их дефицит, габариты, не позволяющие установить такие АС в типовой комнате городской квартиры, сложность настройки.

Еще одна причина в том, что для небольшого прироста качества нужны непропорционально большие усилия и затраты, а главное – не все способны эту разницу уловить при настоящей (слепой) экспертизе.

Большинство оценивает качество АС не по звуку, а сумме параметров, на первый план выходят: внешний вид, размеры, качество отделки, фирменные ярлыки, способность АС двигать посуду и мебель, пусть и единственной басовой нотой, а звук где-то в конце этого ряда.

Для большинства из нас нужен звук качеством выше, чем у среднестатистической промышленной техники, но по разумной цене.

Посмотрим, как обстояло дело раньше, и до чего мы докатились сегодня. Буду писать об отечественной технике, обычно, слизанной с западной. Там были схожие проблемы, но несколько раньше.

Благодарю Харченко Валерия Григорьевича за использованный иллюстративный материал.

F&D IHOO IR

Цена – $115

Вердикт

Суммарная мощность

135 Вт RMS

Сателлиты двухполосные, мощность 90 Вт RMS

(5×18 Вт)

Сабвуфер

мощность 45 Вт RMS

Входы

6.1 RCA, AUX

Продукт предоставлен

«Эксим-Стандарт», www.fd-audio.com

Классический дизайн; неплохое звучание; разумная цена

Гулкий сабвуфер; при увеличении громкости падает детализация

Внешний вид IHOO IR достаточно традиционен, без особых изысков и дополнительных вставок. В качестве материала был использован MDF с покрытием серого цвета, а динамики сателлитов закрыты панелями с тканью в тон. Тыловые и фронтальные колонки различаются размером и количеством динамиков: в первых лишь по одному среднечастотнику, а вторые оборудованы и твитерами.

Управление системой может осуществляться как через кнопки, расположенные на передней панели сабвуфера, так и с помощью беспроводного пульта ДУ, имеющего довольно стильный дизайн. Регулировки тембра, к сожалению, нет, поэтому придется довольствоваться лишь разделенной настройкой громкости.

Субъективное прослушивание показало, что в принципе конструкция IHOO IR позволяет говорить о достаточно качественном воспроизведении самой разнообразной музыки, однако некоторые «разногласия» между сателлитами и сабвуфером заметны. Кроме того, чувствуется «песок» в высоких частотах. Основные преимущества комплекта обнаруживаются при использовании его в компьютерных играх и как домашнего кинотеатра.

В любом случае IHOO IR является довольно мощной АС, что в сочетании с демократичной ценой делает эту систему привлекательной для потребителя.

↑ 1950-е годы

Приёмник «Балтика»

Не элитный, но один из лучших «среднего класса». Диапазон частот 100-4000 Гц. Почему так? Тогда в ходу было эмпирическое правило: произведение нижней частоты на верхнюю должно составлять примерно 400000, тогда будет частотный баланс. 20 (Гц)х20000 (Гц)=100×4000=400000. Кроме того, источник сигнала – радиоэфир с амплитудной модуляцией. Теоретически в эфир передатчики могли выдать 63-6500 Гц, а практически качество передач до этого не дотягивало. Динамики в основном с подмагничиванием т. к. с мощными магнитами были проблемы. Забавно, что у такого решения есть поклонники и сегодня т. к. оно позволяет плавно подгонять параметры динамика.

Приёмник «Урал-53»
, диапазон частот тот же 100-4000 Гц, в придачу проигрыватель со стальными иглами на 78 оборотов (верхняя частота записей на таких грампластинках до 7 кГц). Что любопытно, в 70-е немцы придумали DIN 45000, стандарт высокой верности воспроизведения, и в нем есть требование для акустики: полоса пропускаемых частот, 100-4000 Гц (при неравномерности ± 4 дБ)… При этом качество приёмников оценивалось слушателями, как высокое, «бархатное», «душевное», приятное, неутомительное.

В чём же дело? Ведь люди могли сравнивать звук, если не с консерваторским, то с самодеятельностью, по крайней мере. Разницу слышали, но больших претензий к приёмникам не было. Думаю, дело не только в нетребовательности, но и в том, что именно слушали. Например, песни в исполнении Бунчикова или Шмелёва, валенки Руслановой или истошные вопли видоплясовой Мордасовой.

Старые записи хороших исполнителей с формально плохими техническими характеристиками и сегодня приятны на слух, неширокий частотный диапазон исходной записи был только на руку аппаратуре, соответствовал её возможностям. Кстати, появившиеся позже транзисторные приёмники действительно звучали хуже, и звук вызывал раздражение (вот вам и германий….

Акустика

Главное, что нас здесь интересует — один динамик полностью и легко перекрывал весь частотный диапазон с плавным спадом на краях, вот вам и слитность звучания, и вовлеченность и т. п., а недостатки при этом скрадывались.

Отрывок, характеризующий Акустика. Часть 2

– Помни, что для тебя от этого зависит всё. В это время в девичьей не только был известен приезд министра с сыном, но внешний вид их обоих был уже подробно описан. Княжна Марья сидела одна в своей комнате и тщетно пыталась преодолеть свое внутреннее волнение. «Зачем они писали, зачем Лиза говорила мне про это? Ведь этого не может быть! – говорила она себе, взглядывая в зеркало. – Как я выйду в гостиную? Ежели бы он даже мне понравился, я бы не могла быть теперь с ним сама собою». Одна мысль о взгляде ее отца приводила ее в ужас. Маленькая княгиня и m lle Bourienne получили уже все нужные сведения от горничной Маши о том, какой румяный, чернобровый красавец был министерский сын, и о том, как папенька их насилу ноги проволок на лестницу, а он, как орел, шагая по три ступеньки, пробежал зa ним. Получив эти сведения, маленькая княгиня с m lle Bourienne,еще из коридора слышные своими оживленно переговаривавшими голосами, вошли в комнату княжны. – Ils sont arrives, Marieie, [Они приехали, Мари,] вы знаете? – сказала маленькая княгиня, переваливаясь своим животом и тяжело опускаясь на кресло. Она уже не была в той блузе, в которой сидела поутру, а на ней было одно из лучших ее платьев; голова ее была тщательно убрана, и на лице ее было оживление, не скрывавшее, однако, опустившихся и помертвевших очертаний лица. В том наряде, в котором она бывала обыкновенно в обществах в Петербурге, еще заметнее было, как много она подурнела. На m lle Bourienne тоже появилось уже незаметно какое то усовершенствование наряда, которое придавало ее хорошенькому, свеженькому лицу еще более привлекательности. – Eh bien, et vous restez comme vous etes, chere princesse? – заговорила она. – On va venir annoncer, que ces messieurs sont au salon; il faudra descendre, et vous ne faites pas un petit brin de toilette! [Ну, а вы остаетесь, в чем были, княжна? Сейчас придут сказать, что они вышли. Надо будет итти вниз, а вы хоть бы чуть чуть принарядились!] Маленькая княгиня поднялась с кресла, позвонила горничную и поспешно и весело принялась придумывать наряд для княжны Марьи и приводить его в исполнение. Княжна Марья чувствовала себя оскорбленной в чувстве собственного достоинства тем, что приезд обещанного ей жениха волновал ее, и еще более она была оскорблена тем, что обе ее подруги и не предполагали, чтобы это могло быть иначе. Сказать им, как ей совестно было за себя и за них, это значило выдать свое волнение; кроме того отказаться от наряжения, которое предлагали ей, повело бы к продолжительным шуткам и настаиваниям. Она вспыхнула, прекрасные глаза ее потухли, лицо ее покрылось пятнами и с тем некрасивым выражением жертвы, чаще всего останавливающемся на ее лице, она отдалась во власть m lle Bourienne и Лизы. Обе женщины заботились совершенно искренно о том, чтобы сделать ее красивой. Она была так дурна, что ни одной из них не могла притти мысль о соперничестве с нею; поэтому они совершенно искренно, с тем наивным и твердым убеждением женщин, что наряд может сделать лицо красивым, принялись за ее одеванье.

↑ 1960-е годы

Появился диапазон УКВ, виниловые грампластинки (как правило – моно). Появились The Beatles, их подражатели и последователи. ЭЛЕКТРОгитары. Частотный диапазон усилителей и динамиков пришлось расширять вслед за диапазоном источников. Важно, что исполнители желали по максимуму заполнить этот диапазон, акцентировать внимание на нём, чтобы был эффект новизны до которого так охоч пипл.
Недурно звучали уже не только голосовые передачи — радиоспектакли, литературные чтения, но и инструментальные записи. Лучшим по качеству источником стали грампластинки на 33 оборота.

Наверное, здесь и кроется любовь к виниловому звуку – тогда он был вне конкуренции. Нижняя частота акустики стала 80 Гц (нередко заявляли 63, но при такой неравномерности, что…), верхняя достигла 10…12 кГц.

Габариты аппаратуры заметно скукожились, что не прибавило звуку качества, снаружи всё красиво и удобно.

Но оказывается, внутри уже халтура — динамики по 1 Ватту, вся схема на транзисторах, трансформаторы УНЧ дохленькие.

Неудивительно, что люди чуть постарше предпочитали старые приёмники и их «бархатный» звук радиостанций (и не из-за глухоты) с верхней частотой менее 6 кГц! Действительно, такой звук не утомлял, и его можно было слушать неограниченно долго, но новомодную музыку он адекватно воспроизвести уже не мог.

Диапазон 80…12500 Гц ещё могли полностью и неущербно воспроизвести новые динамики-широкополосники типа 4ГД-28, в моделях повышенного класса к ним добавляли динамики типа 1ГД-28. Они имели примерно ту же верхнюю воспроизводимую частоту и работали не столько пищалками, сколько расширителями направленности высоких частот, компенсируя излишнюю направленность основных динамиков на ВЧ.

Корпуса ламповых приёмников были большими, что благоприятно сказывалось на НЧ, а самое главное – акустика почти всех приёмников была сделана по схеме «открытый ящик». Именно этим я объясняю приятный комфортный звук при очень скромных числовых данных, погоня за цифирями ещё не началась!!!

Вместе с тем, отмечаю, что в силу значительной глубины, имелся «ящичный» призвук, к которому все просто привыкли и не замечали.

Акустика

Широкополосные динамики в ОЯ. Появились флагманы (тогдашний Hi-End), обогнавшие своё время – АС Симфония, Эстония и т. п. Но их было мало, и они были недоступны.

DYNO Jet SS6410

Цена – 599 грн

Вердикт

Суммарная мощность

120 Вт RMS

Сателлиты

двухполосные, мощность 75 Вт RMS (5×15 Вт)

Сабвуфер

мощность 45 Вт RMS

Входы

5.1, 3×AUX, DIN

Продукт предоставлен

DataLux, www.datalux.ua

Оформление комплекта; напористый бас

Детализация высоких частот не на максимуме

Сателлиты мультимедийного комплекта SS6410 не имеют стоек и предназначены для установки на столе или крепления к стенам. Дизайн всей системы весьма привлекателен, поскольку благодаря применению отделки под темно-красное дерево (существует 4 разных варианта) комплект выглядит, как акустика класса hi-end. Начинка также достаточно серьезна: фронтальные сателлиты снабжены твитером вдобавок к довольно большому среднечастотному динамику, а центральная колонка оснащена даже двумя СЧ-излучателями.

На задней панели сабвуфера расположено несколько разъемов, позволяющих подсоединять различные устройства воспроизведения. Настройка параметров системы осуществляется на лицевой стороне с помощью ручек регулировки (subwoofer, surround, center

) и кнопок переключения режимов. Кроме того, есть и пульт ДУ, облегчающий управление акустикой.

Классическая конструкция и наличие необходимых элементов (большие среднечастотные динамики и твитеры) позволили создать действительно качественную систему, с которой можно не только наслаждаться эффектами в фильмах, но и слушать музыку. Агрессивный и объемный бас сочетается в SS6410 с достаточно хорошей детализацией и ровным звучанием на всем диапазоне.

↑ 1970-е годы

Разгул транзисторизации и миниатюризации, погоня за параметрами в ущерб реальному качеству, которое нельзя или трудно было выразить в цифрах. Как тараканы из коробки посыпались разные ВИА, они были в каждом дворе и школе. Началось засилье электронных инструментов, электронного звука, транзисторных усилителей.
Транзисторы уверенно вытесняют лампы, их главное достоинство (как и сегодня у всяких гаджетов) – резкое уменьшение размеров и веса аппаратуры, возможность достаточно долго работать от автономного питания. Массово появились маленькие приёмнички

(и магнитофоны, большие и тяжёлые, но всё же переносные) с маленькими динамиками (звук пронзительный и орущий, но такой приёмник можно слушать на ходу, брать с собой на гулянку и т. д.).

Стерео вызвало создание пар отдельно стоящих акустических систем, в одном корпусе стерео толком не получить (попытки были).

В погоне за расширением диапазона в сторону НЧ стали делать закрытые ящики. Для них нужны были совершенно другие басовые динамики, чем раньше, и такие динамики, позволившие сделать басовитые маленькие АС, были сделаны!

10МАС-1 были предметом гордости (зависти), заявленный диапазон 63…18000 Гц казался фантастикой, казалось, что лучше быть уже ничего не может. Потрясённые новым звуком, басами, пищалками покупатели, как-то незаметно оттеснили на задний план субъективное качество звука, которое давало открытое оформление.

Думаю, ключ в том, что новая музыка лучше подходила именно под новый «транзисторный» звук, и почти все были счастливы.

Незаметно наступила новая эра. Один динамик уже не мог приемлемо воспроизвести весь диапазон, и его (диапазон) разделили на две (иногда три) части. Если раньше «маленькие» динамики только немного «помогали» основному щирокополоснику, то теперь диапазон звука большого динамика сдвинулся вниз, и он просто не мог воспроизводить высокие частоты.

Пришлось ставить более сложные фильтры (раньше хватало одной ёмкости). Динамики перестали быть универсальными и стали узкоспециализированными. В силу физических особенностей, типичная частота раздела стала 2 кГц т. е. в области максимальной чувствительности слуха ко всяким «бякам».

Выиграли в полосе частот, но получили букет проблем. Низкая чувствительность новых АС и требования к низкому выходному сопротивлению УМЗЧ привели к постепенному вытеснению ламповых усилителей. Это тоже не улучшило качество звука.

Справедливости ради надо вспомнить, что были АС на одном широкополосном динамике типа 10ГД-36,

роль ВЧ излучателя выполнял рупорок, но такие АС не получили массовую любовь населения (любители до сих пор пытаются применять их, но это другая тема).

Акустика

Новое поколение динамиков, способных работать в ЗЯ и неспособных по этой причине работать в ОЯ, звук стал закрытым, придушенным. Появились пищалки (раньше были редкостью), фильтры в АС стали обязательны.

Частотный диапазон заметно расширился в обе стороны. Динамики стали производить на большую мощность, но они утратили чувствительность.

Качество звука стало устраивать большинство обывателей (как сегодня, поэтому потуги сделать высококачественный звук массовым, не находят отклика у масс, которым бумбоксов хватает с головой). Появился стандарт Hi-Fi DIN 45000…

Автор:

Ирина Алдошина

Дата первой публикации:

окт 2008

Корпуса акустических систем. Конструкции.

В предыдущих статьях были рассмотрены конструкции различных видов излучателей, которые являются основными элементами всех видов акустических систем. Однако неотъемлемой частью любой акустической системы является также корпус.

Корпус (рис. 1) выполняет многообразные функции. В области низких частот он блокирует эффект «короткого замыкания», возникающий за счет сложения излучаемого звука от передней и тыловой поверхностей диафрагмы в противофазе, что приводит к подавлению низкочастотного излучения. Применение корпуса позволяет увеличить интенсивность излучения на низких частотах.

Кроме того, он увеличивает механическое демпфирование громкоговорителей, что позволяет «сгладить» резонансы и уменьшить неравномерность амплитудно-частотной характеристики. Корпус оказывает существенное влияние не только в области низких, но и в области средних и высоких частот за счет дифракционных эффектов и за счет колебаний стенок корпуса, что, естественно, вносит существенный вклад в увеличение линейных и нелинейных искажений и в качество звучания акустических систем. Именно поэтому вопросам проектирования корпусов акустических систем (выбору конфигурации, материала стенок, вибродемпфирующих и виброизоляционных покрытий и т. д.) все фирмы-производители уделяют большое внимание.

Наиболее распространенными типами низкочастотного оформления в конструкциях современных корпусов акустических систем являются: бесконечный экран (infinitive baffle), закрытый корпус (closed box, acoustical suspensions, sealed box), корпус с фазоинвертором (vented-box, ported-box, bass-reflection и др.), лабиринт (labyrinth), трансмиссионная линия (transmission-line), корпус с симметричной нагрузкой (bandpass enclosure), с пассивным радиатором (passive radiator, drone cone) и др.

Остановимся на конструкции наиболее известных из них.

Бесконечный экран Этот тип оформления должен удовлетворять двум условиям: представлять бесконечно большую поверхность, в которой установлен громкоговоритель, и иметь большой объем воздуха позади нее. Максимальным приближением к такому оформлению является установка громкоговорителя в стене комнаты с достаточно большим объемом за ним. Только при выполнении обоих условий обеспечивается полное предотвращение эффекта короткого замыкания и эффекта демпфирования колебаний со стороны воздушного объема.

Частотная характеристика громкоговорителя в таком «истинно бесконечном экране» зависит от значения его резонансной частоты и спадает со скоростью 12 дБ/окт. Следует, правда, отметить, что отсутствие демпфирования при установке громкоговорителя в такой вид оформления приводит к эффекту «бубнения» на низких частотах (особенно слышимому у громкоговорителей больших размеров).

Использование плоских экранов конечных размеров или «свернутых» экранов (то есть экранов с согнутыми краями — открытых корпусов) в качестве низкочастотных оформлений было довольно широко распространено в начальный период развития производства выносных акустических систем в 30-50 годы. Однако это приводило к созданию акустических систем с очень большим объемом корпуса (600-800 куб. м), поскольку минимальный размер, при котором не будет короткого замыкания, определяется соотношением: 2L = l/2, где L — расстояние от центра до края экрана, l — длина волны. Например, для частоты 100 Гц, где длина волны l = 3,4 м, величина L составляет 0,85 м.

Если экран свернуть, то есть перейти к открытому оформлению, то его размер можно уменьшить только процентов на тридцать. В противном случае получаются слишком длинные боковые стенки (типа трубы), в которых возникают резонансные явления, и явление дифракции на открытых краях, окрашивающее звук. Поэтому в выносных акустических системах такие типы оформлений практически не используются, хотя встроенные в стены АС применяются достаточно часто, особенно в аппаратных студий звукозаписи (они называются «in-wall», «in-ceiling infinitive baffle», «wall-mount panel» и т. д.).

Термин «infinitive baffle» употребляется иногда также для оформлений типа «закрытый ящик» достаточно больших размеров, в которых не происходит сдвига резонансной частоты громкоговорителя по сравнению с излучением в свободное пространство (при этом отношение гибкости подвеса к гибкости воздуха должно быть меньше, чем 3).

Закрытый корпус В период значительного увеличения объемов массового производства выносных акустических систем, то есть примерно в пятидесятые годы, начали активно применяться закрытые корпуса «компрессионного» типа, что позволило значительно уменьшить размеры АС, сделать их удобными для применения в жилых комнатах и при этом сохранить воспроизведение низкочастотной части диапазона (рис. 2).

Принцип работы компрессионного оформления состоит в том, что в нем используются громкоговорители с очень гибким подвесом и большой массой, то есть низкой резонансной частотой. В этом случае упругость воздуха в корпусе становится определяющим фактором. Именно она начинает вносить основной вклад в восстанавливающую силу, приложенную к диафрагме (при этом отношение гибкости подвеса к гибкости воздуха должно быть не меньше, чем 3…4). Поскольку воздух — среда линейная (при относительно малых уровнях звукового давления), то это позволяет, кроме возможности уменьшить объем корпуса, уменьшить также нелинейные искажения.

Низкочастотные громкоговорители для таких систем должны проектироваться особым образом (иметь большую гибкость подвеса, большую массу диафрагмы, особую конструкцию звуковой катушки и магнитной цепи для обеспечения больших смещений и т. д.). Теория проектирования закрытых корпусов была изложена в работах Small-Thiele, в настоящее время их проектирование производится с помощью компьютерных программ.

При правильно подобранных электромеханических параметрах громкоговорителей и корпуса в акустических системах такого типа можно получить максимально гладкую форму АЧХ (рис. 3) на низких частотах, обеспечить чистое, сухое звучание басов. Именно поэтому многие ведущие фирмы (например, KEF, Tannoy и др.) при создании акустических систем категории Hi-Fi и контрольных агрегатов применяют корпуса закрытого типа.

Корпус с фазоинвертором Это корпус, в котором сделано отверстие, что позволяет использовать излучение тыльной поверхности диффузора (рис. 4). Максимальный эффект достигается в области частоты резонанса колебательной системы, образуемой массой воздуха в отверстии или трубе и гибкостью воздуха в корпусе.

Наличие небольшого отверстия не нарушает компрессионного принципа работы громкоговорителя в корпусе, но дает возможность значительно увеличить уровень звукового давления на частоте резонанса (сравнительная форма АЧХ в области низких частот показана на рис. 3), уменьшить уровень нелинейных искажений, значительно расширить возможности настройки параметров акустической системы. Следует отметить, что наличие фазоинвертора требует значительно большего искусства при проектировании, так как неточная настройка приводит к появлению переходных искажений («затянутых басов»).

В современных моделях используются несколько разновидностей фазоинверсных систем.

1. Корпус со специальной трубой, нагруженной на отверстие (ducted port enclosures) — это позволяет уменьшить размеры корпуса и с помощью изменения размеров трубы улучшить настройку фазоинвертора (рис. 4а).

2. Корпус с пассивным излучателем (passive radiator, рис. 5); в отверстие корпуса устанавливается пассивный (то есть без магнитной цепи) громкоговоритель, колебания которого возбуждаются за счет колебаний объема воздуха, заключенного в корпус. Регулируя массу и гибкость такого громкоговорителя, можно получать такой же эффект, как и при настройке фазоинвертора.

3. Лабиринт (labyrinth, рис. 6) представляет собой вариант низкочастотного корпуса с фазоинвертором, в котором устанавливаются специальные перегородки, создающие своего рода лабиринт для потока воздуха. Когда длина лабиринта достигает 1/4 длины волны на частоте резонанса низкочастотного громкоговорителя, он действует аналогично соответствующим образом настроенному фазоинвертору. Применение лабиринта расширяет возможности для настройки на более низкие частоты. Лабиринт обычно имеет серию резонансных пиков на гармониках, соответствующих основной резонансной частоте трубы. Они демпфируются размещением специальных звукопоглощающих материалов на стенках корпуса.

4. Трансмиссионная линия (transmission line) является вариантом лабиринта. В современных конструкциях акустических систем используются ее многочисленные разновидности: четвертьволновая (quarter wave), первого порядка (first order), с переменным сечением (tapered), трапецеидальная (trapezoidal) и т. д.

Трансмиссионная линия отличается от лабиринта тем, что звукопоглощающим материалом забивается весь объем корпуса, и поперечное сечение линии делается переменным — больше у конуса, меньше у отверстия. Звукопоглощающий материал подбирается таким образом, чтобы обеспечить демпфирование высокочастотных резонансов. Корпуса такого типа очень сложны для настройки, поэтому существуют их упрощенные варианты (типа «tapered pipe»), в которых используется просто труба переменного сечения с обратным соотношением площадей: больше у диффузора, меньше у отверстия с заполнением объемным поглотителем.

5. Фазоинверсное оформление с двойной камерой (double-chamber, рис. 7) или с несколькими камерами (multichamber port). Применение двойных или нескольких камер позволяет обеспечить согласование нагрузки с низкочастотным громкоговорителем в значительно более широком диапазоне частот. На амплитудно-частотной характеристике такой системы отчетливо видны два резонансных пика: один соответствует настройке низкочастотного громкоговорителя на полный объем двух камер, другой — на одну камеру; если эти камеры равных объемов, то эти частоты разделены ровно на октаву.

Обычно двойная камера имеет одно отделение в два раза больше другого. Оформления с двойными камерами обеспечивают большее демпфирование колебаний громкоговорителей, что дает значительные преимущества при использовании их в мощных акустических системах, например, для дискотек, музыкальных ансамблей и др., так как снижает вероятность перегрузки и выхода из строя низкочастотных громкоговорителей.

6. Оформления типа полосовых фильтров (bandpass systems, рис. — это также разновидность фазоинверсных систем, в которых громкоговоритель установлен внутри закрытого корпуса и излучает не прямо в окружающую среду, а через корпус с фазоинверсным отверстием. Применение таких систем позволяет регулировать спад АЧХ не только в сторону низких частот, но и в сторону высоких частот (то есть действует подобно полосовому фильтру). Подбирая размеры и тип камеры (закрытый, с фазоинвертором, «двойным фазоинвертором» и др.), можно менять крутизну спада АЧХ, поэтому по аналогии с фильтрами их называют «полосовыми» оформлениями. Например, полосовое оформление четвертого порядка содержит переднюю камеру с фазоинвертором, заднюю — закрытую, скорость спада при этом в сторону высоких частот 24 дБ/окт, то есть соответствует фильтру четвертого порядка; полосовое оформление шестого порядка имеет обе камеры с фазоинвертором, при этом спад — 36 дБ/окт.

Если в корпусе установлены два одинаковых громкоговорителя на один фазоинвертор, то это называется «низкочастотное оформление с симметричной нагрузкой» (если громкоговорители включены в противофазе, то такое соединение называется «push-pull»). Такого типа оформления часто используются в настоящее время в низкочастотных блоках (субвуферах), которые широко применяются в аппаратуре для домашнего кинотеатра и др.

В этих же блоках используются двойные оформления (типа Isobarik), когда два низкочастотных громкоговорителя нагружены на закрытую дополнительную камеру. Один работает на внутренний объем (закрытый или с фазоинвертором), другой излучает во внешнюю среду — это позволяет снизить частоту среза, уменьшить уровень гармоник, особенно четных, и уменьшить общий объем системы (рис. 9).

7. Рупорное оформление (horn) используется как «акустический трансформатор», обеспечивающий улучшение условий согласования (то есть повышающий акустическое сопротивление) громкоговорителя со средой. Это позволяет существенно (в три и более раза) увеличить КПД акустической системы и улучшить характеристики направленности. Однако для низких частот размеры рупора получаются слишком большими, поэтому в некоторых мощных акустических системах используются свернутые рупоры (folded horn, рис. 10), иногда со специальными компрессионными камерами, что позволяет получать большие уровни звукового давления на низких частотах.

Кроме перечисленных, наиболее распространенных видов оформлений, в каталогах, журналах, рекламах упоминаются и другие.

Теория расчета основных видов низкочастотных оформлений глубоко проработана и практически полностью переведена на компьютерные методы. Приближенные методы расчета будут приведены в следующей статье.

Вопрос о достоинствах и недостатках каждого вида оформлений довольно сложен, конкретный выбор зависит от назначения и спецификации данной акустической системы.

Влияние формы корпуса на АЧХ В области средних и высоких частот существенное влияние на форму амплитудно-частотной характеристики и качество звучания акустических систем оказывает внешняя конфигурация корпуса (то есть его форма, наличие отражающих выступов и впадин, характер округления углов ширина и степень демпфирования его передней стенки и пр.), что обусловлено влиянием дифракционных эффектов. В последние годы, когда параметры высококачественных акустических систем существенно улучшились, вклад дифракционных эффектов в общий уровень искажений стал более заметен, поэтому анализу их влияния на выходные характеристики акустических систем посвящены многочисленные исследования.

Результаты расчетов и эксперименты показали, что использование корпусов со сглаженными углами, обтекаемой формы (в виде сфер, эллипсоидов, цилиндров и др.), с несимметричным расположением громкоговорителей значительно уменьшает неравномерность АЧХ и снижает фазовые искажения (рис. 11).

Однако в связи с тем, что технология изготовления таких корпусов значительно сложнее и дороже, подавляющее большинство акустических систем выпускается в корпусах прямоугольной формы. При этом применяются специальные меры для уменьшения дифракционных эффектов на углах передней панели: специальное заглушение панели, оптимизация соотношения размеров передней панели и глубины корпуса, подбор несимметричного расположения громкоговорителей и др.

Стремление сдвинуть дифракционные пики-провалы на АЧХ в более высокочастотную область и тем самым снизить их влияние, заставляет использовать максимально узкие передние панели (насколько позволяют размеры низкочастотного громкоговорителя). Современная техника цифровых измерений дает возможность количественно оценить вклад дифракционных эффектов в общий уровень неравномерности АЧХ (он может достигать 4 дБ) и рассчитать искажения ГВЗ (до 0,5 мс). Полученные значения оказались достаточно высоки, что заметно сказывается на качестве звучания, поэтому сложные внешние конфигурации многих современных акустических систем обусловлены не только эстетическими соображениями, но и стремлением улучшить их параметры и качество звучания.

Влияние вибрации корпуса на АЧХ Корпус акустической системы в области средних и высоких частот вносит также значительные искажения в воспроизводимый сигнал из-за колебаний стенок корпуса и заключенного в них объема воздуха. Это приводит к изменению формы АЧХ: снижению уровня звукового давления на низких частотах и увеличению неравномерности на средних; возрастанию нелинейных искажений и увеличению переходных процессов, что ухудшает качество звучания акустических систем, внося так называемые «ящичные» (boxes) призвуки.

Анализ механизмов возникновения звукоизлучения из-за вибраций стенок корпуса показывает, что существуют два пути передачи колебаний от громкоговорителя к стенкам корпуса: — возбуждение колебаний внутреннего объема воздуха в корпусе от тыльной поверхности диафрагмы и передача через него колебаний на стенки корпуса; — прямая передача вибраций от диффузородержателя на переднюю стенку, а от нее на боковые и на заднюю.

В области частот примерно до 600 Гц существенный вклад вносят оба механизма передачи, на более высоких частотах в основном играет роль второй механизм. Для уменьшения влияния этих явлений используют различные конструктивные меры, а также различные способы звуко- и виброизоляции и поглощения.

Для уменьшения передачи колебаний за счет внутреннего объема корпуса и демпфирования его внутренних резонансов применяют различные методы звукопоглощения: обычно корпус полностью или частично заполняется тонковолокнистыми упругопористыми материалами (синтетические волокна, минеральная вата и др.).

Для увеличения коэффициента поглощения в области низких частот необходимо увеличивать толщину и плотность заполнения. Однако чрезмерное заполнение корпуса звукопоглощающим материалом может привести к снижению уровня звукового давления на низких частотах и к излишней «сухости» басов. Рекомендуемая плотность заполнения составляет 8-11 кг на куб. м. За последние годы создано новое поколение звукопоглощающих материалов, обеспечивающих эффективное демпфирование резонансных колебаний внутреннего объема в заданной области частот. В некоторых моделях используются перфорированные и сотовые панели поглотителей внутри корпуса. Внесение поглотителя значительно снижает неравномерность АЧХ.

Для уменьшения колебаний стенок корпуса необходимо применение мер, направленных на увеличение его звукоизолирующей способности. Звукоизолирующая способность корпуса акустической системы состоит в следующем: часть звуковой энергии, излучаемой внутрь корпуса диафрагмой громкоговорителя, поглощается в слоях звукопоглощающего материала, часть попадает на стенки корпуса.

В стенках происходят следующие процессы: некоторая доля энергии возвращается обратно внутрь корпуса, другая рассеивается в материале стенок из-за потерь на трение и остаточную деформацию, третья проходит в окружающую среду за счет упругих продольных и поперечных колебаний стенок и через щели и поры в материале. Задача выбора конструкций стенок корпуса состоит в том, чтобы максимально увеличить коэффициент звукоизоляции, то есть уменьшить долю прошедшей энергии по отношению к падающей.

Коэффициент звукоизоляции существенно зависит от жесткости и массы стенок. Поэтому для уменьшения общего уровня звукоизлучения от стенок (то есть для повышения их звукоизоляции) применяются различные меры для повышения их жесткости и массы.

1. Использование для стенок тяжелых и жестких материалов: кирпича, мрамора, пенобетона и др. Эффект звукоизоляции получается очень хороший (до 30 дБ и более), соответственно улучшается качество звучания акустических систем. Но такие корпуса оказываются слишком тяжелыми и дорогими для широкого применения, что затрудняет их изготовление и эксплуатацию. Поэтому в качестве материалов для корпусов обычно используются: многослойная фанера, древесностружечная плита (ДСП), древесноволокнистая плита (ДВП) и др. (толщина фанеры для боковых стенок выбирается в пределах 18…20 мм, для лицевых — 20…40 мм).

2. Применение многослойных материалов из слоев различной жесткости и плотности, что позволяет существенно уменьшить колебания стенок.

3. Использование специальных вибропоглощающих покрытий стенок корпуса. В зависимости от диапазона резонансных частот стенок выбираются «жесткие», «мягкие» или армированные покрытия.

4. Применение конструктивных мер: ребер жесткости, стяжек, распорок между стенками, разделение корпуса на отдельные отсеки и т. д.

Анализ второго способа возбуждения колебаний стенок корпуса показывает, что при колебаниях подвижной системы громкоговорителя возбуждаются колебания диффузородержателя, которые передаются на переднюю панель. Затем возникают интенсивные продольные колебания боковых стенок, которые передают вибрации на заднюю и верхние панели.

В области низких частот стенки корпуса колеблются синфазно. В этой области уровень виброускорения на стенках (а, следовательно, и уровень звукоизлучения от них) определяется их общей упругостью и упругостью заключенного в них объема воздуха. По мере повышения частоты начинаются интенсивные изгибные колебания всех стенок корпуса, амплитуды которых имеют максимальные значения на резонансных частотах. Измерения виброускорения на стенках корпусов показывают, что наибольшие амплитуды вибраций имеют место на передней и задней стенках, затем на верхней и боковых. Общая картина распределений на стенках корпуса показана на рис. 12.

Для борьбы с прямой передачей вибраций применяют методы виброизоляции и вибропоглощения. Эффект виброизоляции обеспечивается применением упругих амортизаторов при креплении громкоговорителя к корпусу, а иногда и передней стенки корпуса к боковым. При конструировании высококачественных акустических систем применяют сплошные резиновые прокладки между диффузородержателем и передней панелью, локальные опорные виброизоляторы для крепления винтов, амортизирующие прокладки для крепления передней панели к боковым, развязку диффузородержателя от передней панели за счет дополнительной опоры его на дно и т. д. Все эти меры позволяют уменьшить передаваемый уровень вибрации на боковые и задние стенки корпуса на 10…11 дБ.

В современных высококачественных акустических системах корпус представляет собой чрезвычайно сложную и дорогостоящую конструкцию (рис. 13). В качестве критерия эффективности принятых мер по звукоизоляции корпуса принято считать разницу между уровнем звукового давления, излучаемого стенками корпуса, и уровнем звукового давления от акустической системы в целом, она должна составлять не менее 20 дБ.

Кроме объективных измерений при проектировании проводится прослушивание акустических систем в корпусах различной конструкции, результаты которых подтверждают большое влияние корпуса на объективные и субъективные характеристики акустических систем.

Другие статьи серии Громкоговорители, часть 1. Термины, определения, история развития. Громкоговорители, часть 2.1. Электроакустические измерения. Линейные искажения. Громкоговорители, часть 2.2. Нелинейные искажения. Мощность. Импеданс. Электромеханические параметры. Громкоговорители, часть 3.1. Конструкция электродинамических громкоговорителей. Причины возникновения линейных искажений. Громкоговорители, часть 3.2. Конструкция электродинамических громкоговорителей. Причины возникновения нелинейных искажений. Громкоговорители, часть 4. Нетрадиционные громкоговорители: ленточные и излучатели Хейла. Громкоговорители, часть 4.2. Нетрадиционные громкоговорители: электростатические и пьезопленочные. Громкоговорители, часть 5.2. Корпуса акустических систем. Методы расчета. Громкоговорители, часть 6. Разделительные фильтры в акустических системах. Громкоговорители, часть 7. Звуковые кабели в акустических системах.

0

Ваша: нет

↑ 1980-е годы

Расцвет новых технологий и массовое появление (за рубежом) отличных динамиков и АС (после буйного цветения, лепесточки облетели).

В СССР наступила эпоха 35АС-1 и их разновидностей, великих и ужасных, культовых АС, многие по сей день поклоняются им и считают их звук лучшим на свете. 25АС-309 — это тридцать пятые «для бедных» и их клоны.

Переделка этих АС и сегодня, спустя десятилетия, волнует умы многих любителей, которые убеждены, что эти АС работают (или могут работать) намного лучше «китайского хлама».
Вот еще пример массовой АС от электрофона Аккорд.

Не могу назвать это ОЯ, это СЯ (случайный ящик), размеры выбраны дизайнерами из соображений «чтобы хорошо складывалось в коробку». Валяющаяся рядом фанерка выбрана для защиты от шаловливых ручонок пионэров, норовящих пальцами проковырять диффузор. Некоторые упрямо считают, что это ПАС, их не переубедить…

Усилители мощностью в десятки ватт с искажениями в малые доли процента перестали кого-либо удивлять. Грампластинки и проигрыватели массово стали стерео, магнитофоны подтянулись по качеству, а лучшие из них, на скорости 19, стали конкурентами винилу.

Торжество электронной музыки, электронной ОБРАБОТКИ всего (даже голоса), различных синтезаторов. Звук перестал подражать натуре и перестал быть привязан к естественному для человеческого уха природному спектру. Звук стал искусственным, вещью в себе.

Сравнивать «естественность» звучания просто стало НЕ С ЧЕМ, стали делать записи звука, которого не было в действительности (многоканальная запись с последующей обработкой и т. п.).

Электроника достигла расцвета и могущества, её возможности позволили расширить диапазон излучаемого АС звука в область ультразвука. Снизу басы стали заставлять дрожать от страха мебель и трепетать посуду. «Соседи стали довольны» не только в соседних квартирах, но и во всём доме. При этом большая часть инфрабасов доставалась именно соседям, а не счастливому меломану.

Стало заметно гнусное влияние маркетологов, дизигнеров и прочей швали, инженеров оттеснили на задний план. Этим я объясняю то, что объём-литраж почти всех 35АС, 25АС был недостаточен, что приводило к бубнению. И занизили не в разы, но подгадили, съесть не смогли, так понадкусывали. А началось это еще с 10МАС-1. Видимость, блезир стали важнее качества.

Акустика

На Западе достигла расцвета и совершенства. Такие фирмы, как Филипс много экспериментируют, например, выпускают АС с ЭМОС.

АС стали многополосными, для диффузоров широко используются новые материалы, например, титан, кевлар. Достигнуты выдающиеся результаты. Но платить за это согласна относительно небольшая часть населения. Сложные высокотехнологичные изделия не могут массово конкурировать с недорогим ширпотребом, изыскательские работы сворачиваются и переходят в другое русло — как продать.
Компакт диски всё-таки сумели преодолеть этот барьер, не вымерли.

3-х компонентная автомобильная акустика

Качественная автомобильная 3-х компонентная акустика представляет собой комплекс взаимосвязанных динамиков, способный воспроизвести частоты в формате аудио в строго определенных частотах. В том случае, если на авто будет установлена одновременно 2 или 3-х компонентная акустика, то автомобилист сможет без труда охватить доступные частоты.

Автомобильные колонки Pride WS165.3

При этом качественное подключение согласно схеме подключения авто акустики поможет настроить звук на самые разные звуковые диапазоны.

При этом преимуществами такой 3-х полосной акустической системы на 16 см является то, что:

• возможность точнейшей регулировки;
• способность качественной настройки звука;
• возможность установки компонентов дополнительного типа (кроссоверов, усилителей);
• способность настройки конкретного динамика для того, чтобы воспроизводить конкретный спектр частот.

Компонентная акустика 3 х полосная
Согласно обзору при этом фирменные модели Pride Wild Sould 165.3 или же Focal имеют свои преимущества, в том числе:

• установка разнесенного характера;
• возможность применять кроссоверы;
• способность производить настройку звука самостоятельно.

Pride Wild Sould 165.3 Focal
При этом все та же модель Pride Wild Sould 165.3 или же Hertz обладают некоторыми недостатками:

• некоторая дороговизна качественной акустики;
• установка, связанная с некоторыми профессиональными навыками;
• необходимость специальных подиумов и материалов для шумоизоляции.

Модель Pride Wild Sould 165.3

↑ 1990-е годы и далее

Победа технологий над разумом. У производителей есть технические возможности делать хорошо и ещё лучше, но нет желания. Есть единственное желание – заставлять людей покупать и покупать как можно больше, на первый план вышли даже не лукавые технические параметры, а соображения моды, престижа и подобная лапша.
Эпоха расцвета (и, увы, заката) формата CDDA. Эпоха компьютеров, как средства записи, обработки, воспроизведения звука. И тут под благовидным предлогом появился червь – форматы записи сжатого звука. Очень быстро доля нормального звука стала весьма небольшой. Де-факто эталоном стал «звук с телефончега», сегодня им испытывают новую технику. Докатились, допрыгались…

Произошло значительное расслоение на категории слушателей. От тех, для кого качество на последнем месте (сами они так не считают и слушают звуковые опусы, музыкой я это назвать не могу), до аудиофилов, которые слушают не музыку, а искажения на очень дорогой покупной аппаратуре или слепленной «из говна и палок» в гараже своими руками.

Появившийся и усиленно продавливаемый маркетологами многоканальный звук (дошли от 4 каналов до абсурда 7+1) в реальных условиях городских комнат не очень-то и прижился, в основном в силу неудобства расставленных на проходе колонок, кроме того, звук крохотных сателлитов с булавочными динамиками, не очень-то и радует.

↑ Кто виноват?

Какой из всего можно сделать вывод, по какой схеме делать АС для себя? Повторяю, что замашек на Hi-End нет, хочется сделать как можно проще, как говорится, «дёшево и сердито».
Всё большее число любителей пробует двухполосный вариант АС. Но это не просто возврат в прошлое. Раньше двухполоску делали по схеме: большой динамик берёт на себя всё от самого низа и до 2 кГц, а пищалка от 2 кГц и выше сколько сможет.

Ахиллесова пята здесь в том, что НЧ-динамик (новый, компрессионный с низкой добротностью, не работающий в ОЯ) вынужден работать в ЗЯ (ФИ и т. п.) на средних, самых главных частотах (те самые 100-4000 Гц). Эти частоты получаются придушенными, эта ложка дёгтя может испортить всю бочку мёда.

Вот где корень зла! Возможно, отчасти по этой причине многим нравится оформление, например, лабиринт, где тыльная сторона динамика на СЧ не изолирована полностью.

Проблема в том, что пищалки вследствие их узкой специализации не могут воспроизводить частоты ниже 2, в лучшем случае 1 кГц. Надо переходить на трехполоску, но даже в ней отдельный динамик СЧ будет задушен, я не помню АС с СЧ динамиком в открытом оформлении.

Ещё существенный момент. Для качества желательно, чтобы частота раздела была возможно ниже, лучше всего порядка 100…150 Гц, а её делают обычно на 500 Гц. Но чтобы сделать пассивный фильтр на частоту порядка 100 Гц, нужна катушка с большой индуктивностью и очень малым сопротивлением. Например, для моих динамиков Saba Telewatt-300 производитель рекомендует катушку 7,5 мГн для частоты 125 Гц.

Ссылки

• [1000plastinok.net/Alisa/Akustika_Chast_3_Pskov_1988_2000/ Акустика. Часть 3. Псков, 1988] на сайте «1000 пластинок»

• Прочие альбомы	Акустика. Часть 1 Алиса на Шаболовке Акустика. Часть 2 Пляс Сибири на берегах Невы Поколение X Акустика. Часть 3 Акустика. Часть 4 Мы вместе XX лет Звезда по имени Рок
  Синглы	«Jazz» «Без креста» «Синий предел» «Рок-н-ролл — это…» «»
  Песни	«Красное на чёрном» «Тоталитарный рэп» «Шестой лесничий» «Театр теней» «Трасса Е-95»
  Другое	Хрустальный Шар Демокритов Колодец Нате! Нервная ночь Чернобыльские Бобыли на краю света Геополитика Алиса с косой чёлкой

↑ Что делать?

Предлагаю такой вариант. Из-за сложностей с пассивными фильтрами, сделать активный разделительный фильтр на частоту порядка 150 Гц и по два усилителя на канал. Для НЧ-звена усилитель можно попроще и помощнее, для СЧ-ВЧ маломощный высококачественный усилитель (хоть ламповый однотакт). Этот вариант позволяет применять вместе низкочувствительные басовики и СЧ-ВЧ динамики с высокой отдачей без того, чтобы душить до безобразия (уровня НЧ) чувствительность последних.
Отсюда в НЧ-звене могут использоваться самые разные головки в разном акустическом оформлении (проблемы и вопросы согласования по времени задержки останутся, но мы сейчас об этом не говорим).

В качестве СЧ-ВЧ звена применить широкополосник, хорошо воспроизводящий ВЧ, с рупорком. Пойдёт и ШП + пищалка, в качестве фильтра ВЧ только конденсатор. Да, может потребоваться подбор головок, но это реально т. к. широкополосники одного размера обычно имеют спад примерно на одной частоте. Я считаю, что это будет не трёхполоска в привычном понимании этого слова.

Я пробовал варианты с разными импортными и отечественными динамиками и результат макетов меня в целом удовлетворил.

Но вернёмся к нашим баранам — чистой двухполоске. В качестве СЧ-ВЧ можно применить модный сейчас автодинамик Alphard ETP-1623.

На мой взгляд, в пищалке он не нуждается, более того, он лучше звучит, если его ось отвернуть немного в сторону от слушателя. Мнения в Сети ест очень разные. Я могу отметить, что динамик на небольшом щите звучит весьма достойно. Я оцениваю его на твёрдую четверку при работе на небольшом щите и на той музыке, которую я слушаю. При смешной стоимости динамиков, это может быть решением многих проблем — нет забот с фильтрами и настройками, сателлиты на таких динамиках в небольших щитах могут звучать весьма прилично примерно от 150 Гц. Это и есть «дёшево и сердито».

Но басов у динамиков нет, вообще нет. Засовывать их в ЗЯ или ФИ нельзя, поэтому басовое звено необходимо.

Если будет интерес, я могу в дальнейшем привести результаты моих измерений Alphard ETP-1623 в моей комнате, в реальных условиях. Конечно, по сравнению с результатами в заглушенной комнате или в подобранных тепличных условиях, картинки могут ужаснуть, зато это будет правдой.

Сухой остаток:

Биампинг. Активные фильтры. Частота раздела 100…300 Гц. СЧ-ВЧ звено в открытом оформлении, питаемое от относительно маломощного высококачественного усилителя.