Громкоговоритель схема устройства: Электродинамический громкоговоритель — Википедия – Увидеть на схеме громкоговоритель. | Весёлый Карандашик

Принцип действия громкоговорителей и советы по выбору

Громкоговорители преобразуют электрические сигналы в колебания воздуха, которые человеческое ухо воспринимает как звук. Классическая конструкция громкоговорителя – это одна или несколько излучающих головок в акустическом оформлении. Источник звука – сама головка. Оформление или корпус обеспечивают только качественное и выразительное звучание в нужном диапазоне частот.

Ближайший технический аналог громкоговорителей – это наушники или динамики микрофона. Но между наушниками и громкоговорителями есть одно существенное различие: наушники не предназначены для трансляции звуковых волн в открытое пространство, тогда как именно это и есть основное предназначение громкоговорителей.

Принцип работы громкоговорителей

С технической точки зрения громкоговоритель – электроакустический преобразователь. Что это означает? Его принцип работы основан на взаимодействии проводника с магнитным полем. При подаче тока полюса магнита образуют поле. В нем находится проводник (чаще всего – катушка), на который воздействует электродинамическая сила.

Она стремится вытолкнуть проводник из магнитного поля, создавая колебания. Катушка жестко соединена с диффузором, который также начинает колебаться, в результате чего возникают звуковые волны.

Катушка – это каркас, обмотанный алюминиевым или медным проводом. Число слоев провода четное, потому что выводы катушки должны быть с одной стороны, а для этого нужно сделать 2 или 4 слоя обмотки. Каркас с обмоткой скрепляют лаком. Выводы надежно приклеивают к диффузору и каркасу.

Еще один важный элемент громкоговорителя – центрирующая шайба. Она задает правильное положение звуковой катушки в магнитном поле. Шайба жестче проводника, поэтому она поддерживает основной резонанс подвижной системы громкоговорителя.
Наконец, конструкция предполагает наличие диффузора.

Это излучающий элемент, определяющий электроакустические характеристики устройства. Он имеет коническую форму, потому что на средних и высших частотах участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами. Но применяются также круглые и овальные диффузоры.

Эти элементы отливают из бумажной массы, их толщина – от 0,1-0,4 мм. Чем меньше масса диффузора и жестче материал, тем лучше громкоговоритель воспроизводит высокие частоты.

Виды громкоговорителей

Этот вид акустического оборудования можно назвать и по-другому: динамиком. Громкоговорители – неотъемлемая часть акустических систем, оповещения и озвучивания. Их используют музыканты и звукорежиссеры во время концертов, театральных выступлений, демонстрации фильмов. Основная задача громкоговорителя – преобразовать электрические сигналы в акустические колебания.

В продаже есть громкоговорители разных видов. За основу классификации чаще всего принимают способ звучания. Но значение имеют и другие характеристики:

• Принцип действия: электростатический, плазменный, пьезокерамический, электродинамический.
• Частотность: широкополосные, низко-, средне- и высокочастотные.
• Применяемость: для приемников, акустических систем, студий звукозаписи и т.д.

Однако при покупке первый критерий выбора – звучание. Наиболее популярный вариант – электродинамический громкоговоритель. Его конструкция похожа на микрофон: магнит создает поле, в нем находится катушка, которая колеблется от электрических импульсов, формируя звуковые волны.

Они образуются за счет давления на мембрану диффузора. Такой динамик простой в эксплуатации, недорогой и поддерживает высокое качество звучания.

По похожему принципу действует электростатический громкоговоритель, однако в его основе – колебания двух мембран, между которыми действует электрическая энергия с высокими показателями напряжения. Электромагнитные модели используют намагниченный диффузор и мощный электромагнит, которые создают акустические волны при помощи импульсов напряжения.

Иначе устроены пьезоэлектрические модели. Они генерируют акустические волны нужной частоты за счет колебаний мембраны, которые возникают под действием электрического поля. Громкоговорители-ионофоны обходятся вовсе без диффузоров, поскольку используют для звуковых колебаний электрические разряды.

Это основная классификация громкоговорителей, но их можно разделить на виды и по другим характеристикам:

• Способу подключения к трансляционной сети: низкоомные, которые подсоединяются напрямую к выходному контакту усилителя, и трансформаторные, подключаемые к трансляционному выходу с трансформатором.
• Принципу преобразования сигнала: катушечные (электродинамические), электретные (электростатические), с неподвижной катушкой (электромагнитные), ленточные модели (пьезоэлектрический принцип работы).
• Области применения: для использования внутри помещений, всепогодные модели для установки на улице и громкоговорители во взрывозащищенном корпусе.
• Конструктивному исполнению: врезные, накладные, корпусные.

Устройства для помещений не отличаются прочностью корпуса. Всепогодные модели, наоборот, защищены не только от механических повреждений, но также от проникновения влаги. Взрывозащищенный корпус рассчитан на помещения, где хранят агрессивные и взрывоопасные вещества.

Как правильно выбрать громкоговоритель

Если вы покупаете динамики для охранно-пожарной сигнализации, их характеристики должны соответствовать ГОСТ 16122-78 и 9010-78, а также нормативным актам Международного электротехнического комитета. Основные параметры, на которые следует обращать внимание при выборе:

1. Характеристическая мощность – показатель звукового давления. Оптимальный вариант – 94 децибела на расстоянии в метр при частотном диапазоне 100-8000 Герц.
2. Чувствительность – чем выше мощность, тем ниже чувствительность оборудования.
3. Шумовая мощность – показатель среднего уровня звука, который соответствует заявленной производителем мощности громкоговорителя.
4. Максимальная мощность – пиковая сила звука, которую устройство может поддерживать в течение часа без вреда для корпуса.
5. Номинальная мощность – сила звука, при которой невозможно почувствовать нелинейные искажения.

Мощность и количество громкоговорителей нельзя определить навскидку. Эти параметры рассчитывают, ориентируясь на характеристики помещения, где будет использоваться акустика.

Оборудование подбирают так, чтобы обеспечить равномерное распространение звука. Площадь покрытия рассчитывают выше уровня пола: на высоте 1,6-1,8 м. Наши консультанты помогут вам подобрать громкоговоритель из нашего каталога для любых целей.

ТОП-10 громкоговорителей

На основе отзывов пользователей мы составили рейтинг громкоговорителей. Он учитывает соотношение цены и качества акустики, а также ее надежности и удобства эксплуатации.

Первое место рейтинга занял профессиональный активный сабвуфер Apart SUBA165-W – он собрал максимальное количество положительных отзывов.

Это динамик со встроенным усилителем, который воспроизводит расширенный диапазон низких частот. Его можно использовать для трансляции музыки и речи: будет отчетливо слышно каждое слово диктора. Мощность устройства – 140 Вт, частотный диапазон – 30-180 Гц. Вес оборудования – чуть больше 12 кг.

Второе место рейтинга достается сабвуферу той же фирмы Apart, но пассивной модели: SUBLIME-W. Она охватывает частотный диапазон 45-150 Гц, обладает чувствительностью 85 дБ и весит 8 кг. Однако эта модель требует дополнительного подключения усилителя звука.

Третье место – пассивный потолочный динамик CVG AUDIO SUB-S8T. Это встраиваемая модель, поэтому ее «прячут» в отделке потолка, делая невидимой. При этом сабвуфер поддерживает высокое качество звучания, он охватывает диапазон от 45 до 200 Гц. Чувствительность модели – 91 дБ. Весит она чуть больше 6 кг, что облегчает установку акустики.

Также в десятку лучших, согласно отзывам покупателей, вошли такие громкоговорители:

• CVG AUDIO CR6TE – двухполосная акустическая система для установки в подвесной потолок. Корпус выполнен из белого пластика. Чувствительность оборудования – 89 дБ, частотный диапазон – от 80 до 18000 Гц. Это недорогая модель, которую легко монтировать в коммерческих помещениях. Весит она около 2 кг.
• Yamaha VXS3FTW – широкополосная настенная система для фоновой озвучки помещений. Ее выбирают владельцы магазинов, торговых центров, кафе и ресторанов. Оборудование поддерживает качественную трансляцию музыки и речи, весит всего 1 кг. Чувствительность модели – 86 дБ, диапазон частот – 130-20000 Гц.
• Apart MASK8F-W – двухполосный настенный громкоговоритель для использования без сабвуфера. Работает в диапазоне от 20 до 25000 Гц, обладает чувствительностью 93 дБ. Модель можно не только монтировать на стену, но и установить на подставке.
• JBL C60PS/T-WH – компактный подвесной сабвуфер. Это качественная акустика для ресторанов и кафе, магазинов и баров, фитнес-центров и прочих коммерческих помещений. При высокой нагрузке сабвуфер демонстрирует отличную надежность и долговечность эксплуатации. Чувствительность – 88 дБ, вес – 7,6 кг.
• JBL C67HC/T-WH – узконаправленная широкополосная акустическая система для высоких потолков. Поддерживает частотный диапазон от 75 до 17000 Гц, чувствительность – 90 дБ. Корпус выполнен из полистирола, модель защищена от брызг, повышенной влажности и ультрафиолетового излучения.
• Atlas Sound AH94-212-BSG – рупорная стадионная система. Трехполосная модель поддерживает частотный диапазон от 100 до 17000 Гц. Чувствительность – 105 дБ. Акустику защищает прочный серый корпус, устойчивый к неблагоприятным внешним факторам.
• Apart COLW101 – настенная акустическая система. Работает в частотном диапазоне от 160 до 20000 Гц. Это колонка на 11 динамиков, рассчитанная на использование в 100-вольтовых линиях. Выполнена в прочном алюминиевом корпусе, в комплект поставки входит также надежный настенный кронштейн для монтажа.

Акустические колонны формируют направленный звук, который можно транслировать на большие расстояния. Это специфическая разновидность громкоговорителей, которые устанавливают в системах звукоусиления в 100-вольтовых линиях.

Сабвуферы представляют собой динамики с расширенным диапазоном низких частот, их используют для придания музыке глубины, выразительности и драйва.

Выбор акустической системы зависит от условий эксплуатации и параметров помещения (открытого пространства), где она будет установлена. Оптимально, если расчет параметров и количества громкоговорителей выполнят профессиональные инженеры.

Принцип действия и устройство громкоговорителей

М.М. ЭФРУССИ. ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ, М., «ЭНЕРГИЯ», 1971

 

3. ПРИНЦИП   ДЕЙСТВИЯ   И   УСТРОЙСТВО ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ

 

Электродинамический громкоговоритель является электроакусти­ческим преобразователем.

Принцип его работы основан на взаимодействии проводника с то­ком и постоянного магнитного поля. Схематически этот принцип, от­носящийся к любой электродинамической системе, показан на рис. 2 и заключается в следующем. Если в магнитное поле, обра­зованное полюсами магнита, помещен проводник, по кото­рому проходит постоянный электрический ток, то на про­водник будет действовать ме­ханическая сила, называемая электродинамической. Эта си­ла стремится вытолкнуть проводник из зоны действия магнитного поля в направлении, перпендикулярном силовым линиям поля и направлению тока (правило «левой руки»). В том случае если ток, проте­кающий по проводнику, будет переменным, то сила, вытал­кивающая проводник, будет изменять свое направление с частотой переменного тока и провод­ник будет совершать колебания в магнитном поле с той же частотой. В электродинамическом громкоговорителе, типовая конструкция которого показана на рис. 3, магнитное поле сосредоточено в кольце­вом зазоре, а проводник намотан на цилиндрическом каркасе в виде звуковой катушки. Сила взаимодействия переменного тока, протека­ющего по звуковой катушке, и магнитного поля приводит в аксиальное(осевое) колебательное движение катушку и жестко соединенный с нею диффузор (конус). Количественно эта сила (F) пропорцио­нальна магнитной индукции в кольцевом зазоре (В, вб/м²; 1 вб/м²= 10⁴гс), длине проводника звуковой катушки (l, м) и силе тока (I, а), т. е.

 

Устройство электродинамического громкоговорителя видно из рис. 3. Постоянный магнит 1 создает сильное магнитное поле в коль­цевом зазоре между керном 2 и передним фланцем 3. В этом зазоре помещается звуковая катушка 4, жестко соединенная с диффузором конической формы 5. Звуковая катушка расположена посередине кольцевого зазора благодаря наличию центрирующей шайбы 6, при­клеенной к диффузору вблизи места соединения его со звуковой катушкой. Края диффузора и центрирующей шайбы в виде плоского воротника крепятся к диффузородержателю 7, имеющему прорези (окна). Звуковая катушка вместе с диффузором и центрирующей шайбой образуют подвижную систему громкоговорителя. Перемещения (колебания) диффузора возбуждают в окружающем воздушном пространстве звуковые волны, воспринимаемые человеческим ухом как звуки.

 

Основная резонансная частота подвижной системы (частота ме­ханического резонанса громкоговорителя) зависит от ее массы и гиб­кости (упругости): чем больше масса и больше гибкость, тем ниже резонансная частота. Гибкость подвижной системы определяется гибкостями центрирующей шайбы и под­веса диффузора; гибкость подвеса диффузора обычно больше, чем гибкость центрирующей шайбы. Масса подвиж­ной системы в основном складывается из масс звуковой катушки, диффузора и соколеблющейся с диффузором (при­соединенной) массы воздуха. При вос­произведении сигнала с частотой, близ­кой или равной частоте основного резо­нанса подвижной системы громкогово­рителя, и неизменном токе в звуковой катушке амплитуда колебаний диффу­зора увеличивается и повышается зву­ковое давление на этих частотах.

 

Магнитная   система.   Амплитуда   ко­лебаний   диффузора,   как   указывалось ранее,   зависит  от  величины   магнитной индукции,   существующей в кольцевом зазоре, где помещается   звуковая   ка­тушка.    В   свою   очередь    величина   ин­дукции зависит от конструкции деталей магнитной системы и качества постоян­ного магнита.  Магнитная система гром­коговорителя состоит из магнита  и магнитопровода.     Магнит     обычно     имеет форму кольца  (рис.   4, а, г) или керна (рис.  4, 6, в).  Коль­цевые    магниты    отливают    из специальных      алюминие-никелевых  сплавов   (типа  «альни» ЮНД4)   с  присадками  других материалов;  для создании ну­жных   индукций   в   зазоре   они имеют достаточно большой объем и вес. Керновые магни­ты имеют меньшие размеры и вес, так как изготовляются из более высококачественных алюминий-никелево-кобаль­товых сплавов с примесями других дорогих металлов (на­пример, сплавы ЮНДК24, ЮНДК25БА и др.).

 

Для магнитопровода   используют сталь (например, «армко»). Магнитопровод выполняют закрытым — в ви­де стакана (рис. 4, б) или открытым — в виде скобы (рис. 4, в). Вследствие трудностей изготовления магнитного керна с концом нужного диаметра и с минимальными допусками, на торцовую часть керна наклеивают круглую стальную пластинку. Ее толщина равна толщине переднего фланца. Пластинка и круглое отверстие фланца образуют кольцевой зазор. Керновые магниты позволяют создать магнитную систему громкоговорителя со значительно меньшим внешним магнитным полем рассеяния. Это очень важно для громкоговорителей, применяемых в телевизорах и радиоприемниках с внутренними магнитными антеннами; громкоговорители с кольце­выми магнитами там не могут использоваться. Наряду с магнитами из металлических сплавов широко применяются магниты, прессованные из ферритбария (марки 2БА и ЗБА). Они имеют вид сравнительно тонкой, но широкой шайбы для уменьшения магнитного сопротив­ления. Магнитная система в этом случае отличается малой высотой (рис. 4, г).

 

Звуковая катушка.  Звуковую катушку наматывают медным или алюминиевым проводом на каркасе из плотных сортов бумаги (в ма­ломощных громкоговорителях)  или алюминия, меди, а также пласт­массы (в мощных громкоговорителях). Число слоев всегда делается четным, чтобы выводы катушки были с одной стороны; чаще всего делаются два или четыре слоя. Благодаря хорошему отводу тепла допускается большая плотность тока в обмотке — от 30 до 90 а/мм². Для скрепления обмотки с каркасом витки склеивают между собой и с каркасом лаком. Согласно  ГОСТ 9010-67 полное электрическое сопротивление    звуковой    катушки   должно   быть   одним   из   следующих номиналов: 4;  6,5;  8;   12,5;   16;  30;  60 Ом.  Выводы обмотки приклеивают к каркасу и диффузору, а их концы припаивают к пустотелым заклепкам   или скобкам,   установленным    на    диффузоре.

К последним припаивают также специальные гибкие и очень прочные проводники, которые другими концами присоединяются к выводным контактам громкоговорителя, установленным на диффузородержателе. С целью уменьшения нелинейных искажений высота звуковой катушки делается или меньше, или больше высоты кольцевого зазора. В обоих этих случаях катушка совершает осевые перемещения в неизменном по силе магнитном    поле, т.е. сохраняется постоянным среднее значение индукции.

 

Центрирующая шайба. Правильное положение звуковой катушки по ширине магнитного зазора обеспечивается центрирующей шайбой, которая обладает значительно большей жесткостью в поперечном оси катушки  (радиальном)  направлении, чем в продольном. Попе­речная жесткость важна для стабильной установки звуковой катуш­ки в магнитном зазоре так, чтобы  она  не касалась ни керна, ни фланца. Осевая гибкость необходима для получения достаточно низкой частоты основного резонанса подвижной   системы    громкогово­рителя. В тех случаях, когда частота основного резонанса сравни­тельно высока,   например  у  высокочастотных  громкоговорителей, осевая жесткость центрирующей  шайбы может быть также увели­чена.

 

Применяются центрирующие   шайбы   гофрированной  (рис. 5,a) или паучковой  (рис. 5,6)   конструкции.   Первые,   получившие у нас наибольшее распространение, имеют концентрические гофры  с  числом  гофр   два — пять  разнообразного   профиля   (синусоидального, трапецеидального и других)  и делаются  из пропитанной  бакелито­вым или цапон-лаком хлопчатобумажной или шелковой ткани. Паучковые центрирующие шайбы изготовляются штамповкой из тонкого текстолита. У большинства громкоговорителей центрирующая  шай­ба расположена с внешней стороны диффузора (рис. 5, а, б), однако она может быть расположена и внутри диффузора (рис. 5, в), буду­чи прикрепленной своей центральной частью к керну. Внутренняя центрирующая шайба не допускает больших перемещений звуковой катушки без нарушения линейности ее упругости. Поэтому она при­меняется только в маломощных и высокочастотных громкоговорите­лях, у которых перемещения звуковой катушки малы.

Довольно часто, особенно в громкоговорителях большой мощно­сти центрирующая шайба устанавливается на переднем фланце маг­нитной системы.

Диффузор. Диффузор является излучающим элементом громкого­ворителя, в значительной степени определяющим его основные элек­троакустические характеристики. Как одно целое (как поршень) диффузор колеблется только в области низших частот; на средних и высших частотах различные участки диффузора колеблются с раз­ными амплитудами и фазами, в результате чего в частотной харак­теристике громкоговорителя появляются пики и провалы. Обычно диффузор имеет коническую форму. Широко применяются два типа диффузоров: круглые и овальные (эллиптические). У последних к вершине конуса, где к нему прикрепляется каркас звуковой катуш­ки, овал переходит в круг. Овальная форма диффузора не улучшает электроакустические параметры громкоговорителя, а лишь более удобна при размещении громкоговорителя в ящиках телевизоров, магнитофонов и некоторых типов приемников. Диффузоры штампу­ют из цельных листов бумаги или отливают из бумажной массы, иногда с примесью шерсти, на сетках; толщина диффузоров колеблется от 0,1 мм в миниатюрных громкоговорителях до 0,4 мм в громкоговорителях мощностью 5—10 вт. В некоторых зарубежных громкоговорителях применяют диффузоры из полимеров и пенопла­ста, армированного с двух сторон алюминиевой фольгой, а также из металла— титана. Край диффузора (основание конуса) имеет кон­центрические гофры, которые переходят в плоский воротник, при­клеиваемый к диффузородержателю. Концентрические гофры, назы­ваемые подвесом диффузора, обеспечивают ему возможность совершать осевые перемещения.

 

В некоторых громкоговорителях вместо кольцевого гофра при­менен воротник из дугообразных полосок тонкой кожи или другого гибкого материала.

Высота (глубина) диффузора делается такой, чтобы обеспечить симметричное положение звуковой катушки по высоте магнитного зазора; соблюдение этого способствует уменьшению нелинейных ис­кажений громкоговорителя.

 

Для хорошего воспроизведения высших звуковых частот диф­фузор должен быть жестким и иметь меньшую массу. Чтобы диф­фузор обладал достаточной жесткостью, ему обычно придают кони­ческую форму с углом раскрытия от 100 до 120—130° С. При боль­ших углах диффузор оказывается недостаточно жестким, а при меньших — слишком тяжелым, так как при этом растет глубина диффузора. Жесткость конической части диффузора можно повы­сить употреблением более жестких сортов целлюлозы и последую­щей пропиткой части диффузора, прилегающей к звуковой катушке, лаками. Этой же цели способствует кривизна образующей конуса (рис. 6, а), которая предназначена главным образом для снижения субгармонических колеба­ний диффузора (на поло­вине возбуждающей часто­ты). Кроме того, иногда применяют дополнитель­ный диффузор (конус) с меньшим углом раскрытия, который прикрепляется сво­ей вершиной к основному диффузору (рис. 6,б). Вто­рой диффузор, будучи жестче, лучше воспроизводит высшие частоты, расширяя вверх границу воспроизво­димых частот. Иногда в громкоговорителях мощно­стью 5 вт и выше применяют диффузоры с кольцевой гофрировкой (рис. 6, б), у которых благодаря гибкости гофра часть диффузора, прилегающая к его основанию, как бы отключается на высших ча­стотах, уменьшая массу подвижной системы и улучшая воспроизве­дение этих частот.

 

Диффузородержатель. Диффузородержатель предназначен для установки в нем диффузора, элементов подвижной системы и креп­ления громкоговорителя во внешнем оформлении, часто называе­мым акустическим. Диффузородержатели делают преимущественно из стали глубокой вытяжки, твердых сортов алюминия или отлива­ют из силумина (сплава алюминия с кремнием). Значительно реже делают диффузородержатель из пластмассы.

В диффузородержателях делаются боковые прорези (окна). Очень важно, чтобы в диффузородержателе была обеспечена парал­лельность между плоскостями, к которым крепятся воротник диф­фузора, центрирующая шайба и передний фланец магнитной систе­мы. К переднему фланцу диффузородержатель прикрепляется заклепками или винтами, реже при помощи сварки.

 

Классификация электродинамических громкоговорителей. Элек­тродинамические громкоговорители разделяются по электроакусти­ческим, конструктивным и эксплуатационным признакам. К первым относятся: полоса воспроизводимых частот (ширококополосные или узкополосные громкоговорители), номинальная электрическая мощ­ность, активное сопротивление звуковой катушки (низкоомные или высокоомные громкоговорители). К конструктивным признакам относятся: устройство подвижной системы (один диффузор или два, одна звуковая катушка или две, одиночный или спаренный громко­говоритель), устройство магнитной системы, форма диффузора — круглая или овальная. К эксплуатационным признакам относятся температурные и климатические условия работы громкоговорителя и его влагостойкость. Согласно ГОСТ 9010-67 сокращенные обозна­чения громкоговорителей имеют следующее значение: первая цифра указывает номинальную мощность громкоговорителя в ваттах, бук­вы указывают тип громкоговорителя (ГД — громкоговоритель элек­тродинамический, КЗ — колонка звуковая), вторая — номер разра­ботки громкоговорителя. Третья цифра указывает значение частоты механического резонанса, если этот тип громкоговорителя выпуска­ется с различными резонансными частотами. Громкоговорители, предназначенные для работы в тропических условиях, имеют в кон­це обозначения букву Т.

 

Следующий раздел >>

Раздел 4. Основные показатели электродинамических громкоговорителей

16 материалов о том, как устроены динамики и колонки / Аудиомания corporate blog / Habr

Это — новый дайджест c материалами из «Мир Hi-Fi». Мы собрали статьи об устройстве акустических систем и проектировании колонок. Под катом читайте — какую роль выполняет магнит в динамике, как создают DIY-акустику, как выбрать катушку индуктивности.

Фото Audiomania / Инженерная комната в офисе на Барабанном

---

Что у динамиков внутри

---

• Что есть что: динамические головки. Первую электродинамическую головку, которая походит на современные устройства, запатентовали еще в 1925 году. Эта статья о том, что изменилось с тех пор и чем отличается конструкция динамиков для воспроизведения низких, средних и высоких частот. Вы узнаете, из чего делают каждую деталь головки и с какой целью в динамиках используют золото и алмазы.

• Как выбрать катушку индуктивности. Материал о том, чем отличаются разные катушки индуктивности и какую из них выбрать для решения той или иной задачи. Говорим о разных их видах: с пропиткой и без, из цельной фольги и с сердечниками. Расскажем, зачем катушки покрывают лаком и почему лучший сердечник — воздух.

• Лига Звука: как восстановить винтажные громкоговорители. Материал посвящен «старению» громкоговорителей. Говорим о том, почему винтажные динамики сложно «воскресить» без участия производителя и какой их компонент считается самым слабым звеном (спойлер — это центрирующая шайба, которая служит для точной подгонки звуковой катушки). .

---

Кто и как производит акустические системы

---

• Arslab: доступный Hi-End. Основатели бренда Артем Фаермарк и Юрий Фомин поведали, на какие компромиссы они идут, чтобы сохранить цену на Hi-End-системы доступной. Рассказ о том, на каких деталях аудиосистемы нельзя экономить и как вывести на рынок новый продукт.

• О создании Hi-End-колонок — интервью с Юрием Фоминым из Arslab. В этом интервью Юрий Станиславович объяснил свой подход к разработке акустических систем. Главный конструктор Arslab рассказал, как появилась идея создания бренда, почему большое разнообразие корпусов в линейке — не всегда плюс и почему он считает, что аудиосистема не должна «приукрашать» музыку.

• Как в Monitor Audio разрабатывают новую акустику. Главный разработчик британского бренда акустики Monitor Audio описал, как в компании с нуля создают новую линейку колонок. Вы узнаете, как дизайнеры Monitor Audio изучают потребности клиентов и как тестируют прототипы аудиосистемы. Также статья рассказывает, как разработчики создавали колонку, звучание которой почти не меняется даже в акустически «неудачных» точках квартиры.

• Penaudio: Истинный финский звук. Это история финского производителя аудиосистем Penaudio. Создатель бренда Сами Пенттила поделился, почему колонки Penaudio воспроизводят ультразвуковые частоты и на звучание каких музыкальных инструментов он ориентируется при разработке аудиосистем. Также читайте о том, какие материалы используются в акустике бренда.

• Заметки с фабрики, где делают акустику Arslab и Penaudio. Фотоэкскурсия по фабрике, на которой изготавливают корпуса и собирают готовые акустические системы этих двух брендов. Вы также узнаете, почему повышение затрат на производство Hi-End-акустики не всегда приводит к увеличению качества звучания систем.

---

Как устроены колонки

---

• Азы акустики: типы акустического оформления колонок. Акустическое оформление динамика определяет корпус колонки, в который помещают громкоговоритель. Корпус может быть устроен по-разному: от простого закрытого ящика до сложной конструкции с вырезанным в дереве лабиринтом. Это статья о различиях в звучании разных видов корпусов и необычных способах акустического оформления: контрапертурных системах с горизонтальным расположением динамиков и рупорных конструкциях.

Фото Audiomania / Инженерная комната в офисе на Барабанном

• Как устроены сабвуферы. В этом материале мы поговорим о том, как разные виды акустического оформления влияют на звучание сабвуфера. Также поделимся практическими советами о том, куда установить сабвуфер, как его настроить и как убедиться, что ваша музыка не будет мешать соседям по дому.

• Отсекая лишнее: о видах фильтров в акустических системах. Вы узнаете о разных схемах фильтров и о том, какие из них используются для высоких, средних и низких частот. В материале приведены электрические схемы коррекции частотных характеристик акустической системы: подавитель пиков, компенсатор «провалов» и Г-образный аттенюатор.

• Как устроен конструктор акустических систем. Транскрипт подкаста «Звук», в котором Юрий Станиславович Фомин — инженер с многолетним опытом создания акустических систем и главный технический специалист бренда Arslab — рассказывает о конструкторе акустической системы Audiocore Kit. Интервью о том, как зародилась идея создать DIY-комплект и какие в этом преимущества для покупателей. Здесь же вы найдете ссылки на руководство по сборке Audiocore Kit и обзоры конструктора.

---

Наш Telegram-канал — о звуке и аудиоаппаратуре в микроформате:

Честная Черная пятница Аудиомании
Музыка для продуктивной работы
​Наш гид покупателя: полочные колонки vs напольные
Гид для новичка: что важно знать про амбушюры наушников

---

С 22 по 25 ноября в «Аудиомании» проходит Черная пятница.

В акции участвует несколько сотен товаров со скидками до 70%. На распродаже представлена самая разная аудиоаппаратура: от наушников и портативных гаджетов до Hi-Fi-аудиосистем.

Динамик — урок. Физика, 8 класс.

Электродинамический громкоговоритель (динамик) — это устройство, преобразующее электрический сигнал в звуковой посредством движения катушки с током в магнитном поле постоянного магнита.

С этими устройствами мы сталкиваемся повседневно (рис. \(1\)), даже если вы не большой поклонник музыки и не проводите в наушниках по полдня. Динамиками оснащаются телевизоры, радиоприёмники в автомобилях и даже телефоны.

 

Рис. \(1\)

 

Громкоговорители похожего типа использовались ещё в конце \(20\)-х годов прошлого века.

Телефон Белла (рис. \(2\)) работал по схожему принципу. В нём была задействована мембрана, которая перемещалась в магнитном поле постоянного магнита.

У этих динамиков было множество серьёзных недостатков: частотные искажения, потери звука.

 

Рис. \(2\)

 

Чтобы решить проблемы, связанные с классическими громкоговорителями, Оливер Лордж предложил использовать свои наработки. Его катушка двигалась поперёк силовых линий.

Чуть позднее двое его коллег адаптировали технологию для потребительского рынка и запатентовали новую конструкцию электродинамиков, которая задействована и по сей день.

 

Динамик имеет довольно сложную конструкцию (рис. \(3\)).

 

Рис. \(3\)

 

Обрати внимание!

Ключевые детали, благодаря которым громкоговоритель функционирует правильно: подвес (или краевой гофр), диффузор (или мембрана), колпачок, звуковая катушка, керн, магнитная система, диффузородержатель, гибкие выводы.

Краевой гофр, или «воротник» — это пластиковая или резиновая окантовка, описывающая электродинамический механизм по всей площади.

Гофры делятся по типу материала, из которого они изготовлены, и по форме. Иногда в качестве основного материала применяют натуральные ткани со специальным, ослабляющим колебания покрытием.  Самый популярный по форме подтип — полутороидальные профили.

Требования, предъявляемые к «воротнику»:

высокая гибкость — резонансная частота гофра должно быть низкой;

гофр должен быть хорошо закреплён и обеспечивать только один тип колебаний — параллельный;

надёжность — «воротник» должен адекватно реагировать на перепады температуры и «нормальный» износ, сохраняя свою форму длительное время.

Для достижения наилучшего баланса звучания в низкочастотных колонках используют резиновые гофры, а в высокочастотных — бумажные.

 

Диффузор динамика представляет собой некий поршень, который двигается по прямой вверх-вниз. Диффузор является основным излучающим объектом в электродинамике. При повышении частоты колебаний он начинает изгибаться.

Диффузоры могут быть жёсткими. Они сделаны из керамики или алюминия. Такие изделия обеспечивают наименьший уровень искажения звука. Динамики с жёсткими диффузорами стоят гораздо дороже аналогов.

Мягкие диффузоры делают из полипропилена. Такие образцы обеспечивают наиболее мягкое и тёплое звучание за счёт поглощения волн мягким материалом.

Полужёсткие диффузоры представляют собой компромиссный вариант. Они делаются из кевлара или стеклоткани. Искажения, провоцируемые таким диффузором, выше, чем у жёстких, но ниже, чем у мягких.

 

Колпачок представляет собой оболочку из синтетики или ткани, основная функция которой — защита динамиков от пыли. Помимо этого колпачок играет немаловажную роль в формировании определённого звучания. В частности, при воспроизведении средних частот.

С целью наиболее жёсткого закрепления колпачки делают округлой формы, придавая им небольшой изгиб.

Разнообразие материалов, из которых производят колпачки, связано с тем, чтобы достичь определённого звучания. В ход идёт ткань с различным пропитками, плёнки, композиции целлюлозы и даже металлические сетки. Последние, в свою очередь, выполняют ещё и функцию радиатора. Алюминиевая или металлическая сетка отводит излишки тепла от катушки.

 

Шайба (иногда её также называют «пауком») — это увесистая деталь, расположенная между диффузором динамика и его корпусом.

В задачи шайбы входит поддержание стабильного резонанса для низкочастотных динамиков. Это особенно важно, если в помещении наблюдаются резкие перепады температуры. Шайба фиксирует положение катушки и всей подвижной системы, а также закрывает магнитный зазор, предотвращая попадание пыли в него.

Классические шайбы представляют собой круглый гофрированный диск. Некоторые производители намеренно меняют форму гофр так, чтоб повысить линейность частот и стабилизировать форму шайбы. Такая конструкция сильно влияет на цену динамика.

Шайбы изготавливают из нейлона, бязи или меди. Последний вариант выполняет функцию мини-радиатора.

 

Звуковая катушка и магнитная система располагаются в небольшом зазоре магнитной цепи, вместе с катушкой система преобразует электрическую энергию.

Сама магнитная система — это система из магнита в виде кольца и керна. Между ними в момент воспроизведения звука перемещается звуковая катушка.

Важная задача конструкторов — создание равномерного магнитного поля в магнитной системе. Для этого производители динамиков досконально выверяют полюса и оснащают керн медным наконечником. Ток в звуковую катушку поступает через гибкие выводы динамика — обычную проволоку, намотанную поверх синтетической нитки.

 

Условное обозначение динамика на электрических схемах представлено на рисунке \(4\).

 

Рис. \(4\)

 

Обрати внимание!

Принцип работы динамика заключается в следующем: ток, идущий на катушку, заставляет её совершать перпендикулярные колебания в пределах магнитного поля. Эта система увлекает за собой диффузор, заставляя его колебаться с частотой подаваемого тока, и создаёт разряженные волны. Диффузор начинает колебаться и создаёт звуковые волны, которые могут быть восприняты человеческим ухом. Они в виде электрического сигнала передаются в усилитель. Отсюда и появляется звук.

Диапазон воспроизводимых частот напрямую зависит от толщины магнитопроводов и размера динамика. При большей величине магнитопровода увеличивается зазор в магнитной системе, а вместе с ним увеличивается и эффективная часть катушки.

Именно поэтому компактные динамики не справляются с низкими частотами в пределах \(16\)–\(250\) герц. Их минимальный порог частотности начинается с \(300\) Герц и заканчивается на \(12000\) герц. Вот почему динамики хрипят, когда вы выкручиваете звук на максимум.

 

Большая часть электродинамиков воспроизводит лишь часть частот, которые может воспринимать человек.

Сделать универсальный динамик, способный воспроизводить весь диапазон от \(16\) до \(20000\) герц, невозможно, поэтому частоты поделили на три группы: низкие, средние и высокие.

После этого конструкторы начали создавать динамики отдельно для каждой частоты. Это значит, что низкочастотные динамики лучше всего справляются с басами. Они работают на диапазоне \(25\)–\(5000\) герц.

Высокочастотные динамики созданы для работы с визжащими верхами (отсюда нарицательное имя — «пищалка»). Они работают в частотном диапазоне \(2000\)–\(20000\) герц.

Среднечастотные динамики работают в диапазоне \(200\)–\(7000\) герц.

 

Динамики для телефона отличаются от «взрослых» моделей конструктивно (рис. \(5\)).

 

Рис. \(5\)

 

Расположить такой сложный механизм в мобильном корпусе нереально, поэтому инженеры пошли на хитрость и заменили ряд элементов. Например, катушки стали неподвижными, а вместо диффузора используется мембрана.

Динамики для телефона сильно упрощены, посему ожидать от них высокого качества звучания не стоит. Диапазон частот, который способен охватить такой элемент, значительно сужен. По своему звучанию он ближе именно к высокочастотным устройствам, так как в корпусе телефона нет дополнительного пространства для установки толстых магнитопроводов.

Устройство динамика в мобильном телефоне отличается не только размерами, но и отсутствием независимости. Возможности устройства ограничиваются программным обеспечением. Это сделано для защиты конструкции динамиков. Многие снимают этот лимит вручную, а потом задаются вопросом: «Почему хрипят динамики?»

В среднестатистическом смартфоне устанавливают два таких элемента. Один разговорный, другой музыкальный. Иногда их объединяют для достижения эффекта стерео. Так или иначе, достичь глубины и насыщенности в звучании можно лишь с полноценной стереосистемой.

Устройство динамика. Громкоговоритель.

Устройство динамика. Громкоговоритель.

​

Устройство динамика, сабвуфера.
Громкоговоритель — устройство для преобразования электрических сигналов в акустические и излучения их в окружающее пространство
Сегодня в разделе Теория Автозвука, мы постараемся вместе разобраться, как устроен мотор сабвуфера (магнитная система и звуковая катушка), а так же узнаем с какими сложностями сталкиваются производители при проектировании магнитной системы и звуковой катушки сабвуфера.

Основа привода динамика осталась практически без принципиальных изменений со времен выдачи первого патента в 1925 г. Пять основных частей привода неизменны и незыблемы: магнит, полюсный наконечник, передний и задний магнитопроводы и звуковая катушка. Задача первых четырех элементов – создать по возможности мощное магнитное поле и сконцентрировать его в зазоре между полюсным наконечником и верхним магнитопроводом. А «пятый элемент» – звуковая катушка, обязан в этом поле двигаться при протекании по обмотке тока. Все вроде бы просто. Однако подробностей за эти годы выяснилось немало.

​Самая консервативная часть привода – материал магнитопроводов. Ничего, кроме магнитомягких материалов, а проще говоря – отожженной малоуглеродистой стали, почти чистого железа, здесь не применяется. С материалами для магнитов колдовали долго, вначале перепробовав разнообразные литые магниты из специальных сплавов, а затем, с разработкой ферритовых композиций, вопрос практически закрылся. Металлические магниты теперь применяются практически исключительно в пищалках, где масса магнита мала и можно использовать значительно более эффективные редкоземельные сплавы – почти всегда на основе неодима. Крупных магнитов из неодимовых сплавов не делают лишь потому, что элемент этот в самом деле редкий, и большая часть выпуска идет, на изготовление микродвигателей. ​
Момент истины в проектировании привода – как обеспечить эффективное взаимодействие магнитного поля и звуковой катушки, которая в него погружена. Геометрия и пропорции рабочего зазора магнитной системы и звуковой катушки – необъятный простор противоречий и компромисов. Основной параметр, определяющий результаты этого взаимодействия – так называетмый силовой фактор B x L, часто приводимый в технических характеристиках породистых динамиков. Силовой фактор – произведение индукции в зазоре на длину провода звуковой катушки, находящуюся в пределах этого зазора. Чем больше силовой фактор, тем более контролируемым становится движение диффузора и тем больше его электрическое демпфирование. Ясно, что чем массивнее магнит, тем силовой фактор будет больше, поскольку будет больше индукция. Но последняя величина зависит также и от размеров зазора: чем шире кольцевая щель в магнитной системе, чем она большего диаметра и чем она глубже (чем толще верхний магнитопровод), тем меньше будет индукция в зазоре, поскольку магнитное поле окажется «размазанным» в пространстве. Сделать зазор узким, маленьким и неглубоким – и негде будет поместить звуковую катушку, намотанную достаточно толстым проводом. Уменьшить сечение провода – возрастет сопротивление и упадет отдача. И так далее. А если принять во внимание, что диаметр звуковой катушки небезразличен и для поведения диффузора, ситуация еще усложняется.
​Существует два основных типа геометрии звуковой катушки в зазоре: короткая катушка и длинная катушка. Длинной звуковая катушка по длине существенно превышает глубину зазора в магнитной системе и в каждый момент «работает» только часть витков, находящаяся в пределах его глубины. Эта часть, а следовательно, длина пповода, находящаяся в зазоре, будет оставаться неизменной пока внутрь зазора не войдет край катушки. Динамик считается работающим в линейном диапазоне перемещений диффузора, именно до этого момента. То, насколько катушка длиннее зазора и будет определять максимальный линейный ход диффузора – знаменитый X max.
​Но, поскольу только те витки, что попали «в поле» реально работают, плотность намотки стараются сделать наибольшей и именно за этим придумали в свое время ленточную намотку плоским проводом, уложенным на ребро. Сейчас многослойные катушки, выполненные обычным круглым проводом, мирно уживаются с однослойными ленточными, а высший пилотаж в смысле плотности намотки показала датская компания Dynaudio, которая использует провод шестиугольного сечения, полностью заполняющий медью сечение обмотки. В результате, правда, каждую звуковую катушку наматывают вручную в течение 30 минут (по норме), что потом соответственно отражается в цене готовой продукции.
​Привод с длинной звуковой катушкой применяется в подавляющем большинстве сабвуферных динамиков и любим производителями за возможность получить большую индукцию в коротком зазоре, сделать звуковую катушку большой и хорошо охлаждаемой, получить большой ход дифузора. Короткая катушка в пределах линейного диапазона находится полностью внутри магнитного зазора. Сам зазор при этом приходится делать длиннее, а катушку – короче, поэтому типичные значения силового фактора B x L у таких динамиков – меньше. Казалось бы, при таких делах можно эту конструкцию и похоронить, но именно она обеспечивает наименьшие искажения при больших ходах диффузора.

Типичная картина изменения силового фактора со смещением звуковой катушки для двух типов привода выглядит следующим образом:

​У длинной звуковой катушки поведение в пределах линейной области пристойное, а за его пределами – значение силового фактора (а, значит, вносимые искажения) меняется довольно плавно. При выходе короткой катушки из зазора искажения нарастают быстро, зато пока этого не случилось, линейность – идеальная.

Здесь есть одна тонкость: различные сочетания длины звуковой катушки и глубины зазора определяют разное поведение динамика на границе его линейного диапазона (и за ней). Возьмем два динамика – у одного глубина зазора (толщина верхней плиты магнитной системы 8 мм, а длина звуковой катушки – 12 мм. У другого – 4 мм и 8 мм соответственно. Максимальный рабочий ход диффузора у обоих будет одинаковым – 2 мм (12-8)/2 = (8-4)/2 = 2.

Однако у первого, с большим отношением глубины зазора к X max за пределами линейного диапазона, нелинейность будет нарастать относительно плавно, а второй = захрипит уже при незначительном превышении X max. Так что есть прямой смысл смотреть не только на величину X max из документации, но и на толщину переднего магнитопровода на самом динамике – чем больше, тем лучше.

​Другой источник искажений, определяемых конструкцией привода – его ассиметрия. В идеальном случае сила, действующая на звуковую катушку при движении в одну и другую сторону, то есть внутрь магнитной системы и наружу, должны быть одинаковы по величине. Не будет этого – искажения сигнала неизбежны. Для этого магнитное поле, создаваемое в зазоре, должно быть максимально симметричным. Так бы оно и случилось, без особых ухищрений, если бы все магнитное поле оказывалось в зазоре. На деле этого не происходит и силовые линии поля «выплескиваются» из зазора и образуют поле рассеяния. Но, поскольку выше зазора – воздух, а ниже – сталь полюсного наконечника, рассеяние происходит существенно несимметрично.
​Чтобы как-то навести симметирию, некоторые фирмы применяют более сложную геометрию рабочего зазора магнитной системы. Некоторые, например, просто удлинняют полюсный наконечник (в сабвуферах Kicker, например, очень это любят)
​В результате магнитная обстановка сверху и снизу существенно выравнивается, но дается это в результате увеличения общего рассеяния – силовые линии «лезут» вверх по стволу удлинненного полюсного наконечника, а место им – в зазоре, все остальное – нежелательные побочные поля. Для компенсации возросшего рассеяния приходится ставить более мощные магниты. Другие фирмы идут «от противного» и уменьшают рассеяние ниже магнитопровода, для чего полюсный наконечник делается ступенчатым.
​Более «тощий» ствол замыкает на себя меньше силовых линий и они поневоле скапливаются в зазоре, но возрастает общее магнитное сопротивление системы и падает индукция в зазоре. Вообще, магнитное сопротивление стараются сделать возможно меньшим, для этого часто полюсный наконечник выполняют заодно с нижним магнитопроводом, чтобы не было лишнего стыка, хотя это намного хлопотнее, чем сделать их по отдельности и соединить при сборке. Еще одно, довольно эфективное, но не очень распространенное решение – полюсный наконечник с выемкой, можно найти в довольно пафосных марках динамиков. Здесь, помимо усложнения технологии, возрастает чувствительность к разбросу характеристик магнита, поэтому менее притязательные изготовители головок на такое решение идут неохотно.
​Особняком стоят радикальные решения – вывернутые «наизнанку» магнитные системы, у которых магнит – внутри звуковой катушки, а все, что вокруг – магнитопровод, замыкающий магнитную цепь.
​Такие «обращенные» магнитные системы сделаны главным образом для того, чтобы улучшить линейность работы диффузора, а с точки зрения их функционирования как «мотора» – сплошная головная боль для разработчиков – оттого они и редки.
Привод динамика, как любая машина постоянного тока – обратим, то есть одновременно работает и как своего рода трансформатор. При движении звуковой катушки в мощном магнитном поле в ней наводится ЭДС и протекает ток, поскольку катушка закорочена практически нулевым выходным сопротивлением усилителя. Этот ток приводит к модуляции магнитного поля в зазоре, а поскольку звуковая катушка то «надета» на полюсный наконечник, то вылезает наружу, характер этой модуляции тоже ассиметричен и приводит к дополнительным искажениям. Для снижения этих нежелательных эффектов необходимо сделать так, чтобы, оставаясь эффективным двигателем, привод динамика перестал быть эффективным трансформатором. Известно, что злейший враг трансформатора – короткозамкнутые витки. Вот их-то и поставили на службу обществу в усовершенствованных магнитных системах. Чаще всего такие короткозамкнутые витки делаются в виде покрытия медью верхнего торца полюсного наконечника,
​установки медного (реже – алюминиевого) наконечника…
​…или с помощью так называемого «стабилизатора магнитного потока» – проводящего кольца, установленного у основания полюсного наконечника, подобная конструкция замечена в сабвуферах марки Fi Audio.
​Побочным эффектом от короткозамкнутых витков в различных вариантах является уменьшение индуктивности звуковой катушки, из-за влияния которой с повышением частоты растет импеданс сабвуфера. Поэтому косвенно о наличии описанных устройств в конструкции динамика можно судить по величине индуктивности звуковой катушки. Если величина этой индуктивности 5-6 дюймового мидбаса не превышает 0,3-0.4 мГн, а у сабвуферов 10 – 12 дюймов 0,6-1,0 мГн, можно дать голову на отсечение, что создатели динамика позаботились о стабилизации потока, за что им можно быть только признательными.

типы акустического оформления колонок / Stereo.ru

Чтобы как следует разобраться в процессах, происходящих в ящике, на стенке которого смонтирован один или несколько динамиков, нужно вдумчиво прочитать пару-тройку книжек, в каждой из которых формул больше, чем во всем школьном курсе физики. Я забираться в такие дебри не буду, так что не стоит данный материал как исчерпывающий анализ или руководство по постройке аудиофильских колонок. Однако очень надеюсь, что он поможет начинающим меломанам (да и некоторым хроническим тоже) как следует сориентироваться в разнообразии акустических решений, каждое из которых его разработчики, разумеется, называют единственно правильным.

Некоторое время после изобретения в 1924 году электродинамического излучателя с коническим диффузором (окей, просто динамика), его деревянное обрамление исполняло в первую очередь декоративные и защитные функции. Оно и понятно — после долгих лет прослушивания пластинок через слюдяные мембраны и раструбы граммофонов, саунд нового устройства и безо всякой акустической доработки казался просто апофеозом благозвучия.

Мембраны граммофонов изготавливались чаще всего из алюминия или слюды

Однако технологии записи быстро совершенствовались и стало понятно, что более-менее правдоподобно воспроизвести слышимый диапазон динамиком, просто закрепленном на некой подставке, крайне проблематично. Дело в том, что предоставленная сама себе динамическая головка находится в состоянии акустического короткого замыкания. То есть волны от фронтальной и тыловой поверхностей диффузора, излучаемые, понятное дело, в противофазе, беспрепятственно накладываются друг на друга, что самым печальным образом отражается на эффективности работы, и в первую очередь на передаче басов.

Кстати, в процессе данного рассказа я буду чаще всего рассуждать именно о низких частотах, так как их воспроизведение — ключевой момент в работе любого корпуса АС. ВЧ-драйверы в силу малой длины излучаемых волн во взаимодействии с внутренним объемом колонки вообще не нуждаются, и чаще всего полностью от него изолированы.

Душа нараспашку

Самый простой способ отделить фронтальное излучения динамика от тылового — смонтировать его на щите как можно большего размера. Из этой простой идеи и родились, собственно, первые акустические системы, представлявшие собой ящик с открытой задней стенкой, поскольку для компактности края щита просто взяли, да и загнули под прямым углом. Однако в плане воспроизведения басов успехи подобных конструкций впечатляли не слишком. Помимо несовершенства корпуса проблема была еще и в очень небольшом по современным понятиям ходе подвески диффузоров. Чтобы хоть как-то выйти из положения, использовались динамики как можно большего размера, способные развивать приемлемое звуковое давление при небольшой амплитуде колебаний.

PureAudioProject Trio 15TB с 15-дюймовыми НЧ-драйверами на трехслойных бамбуковых панелях

Несмотря на кажущуюся примитивность подобных конструкций, у них имелись и кое-какие достоинства, причем настолько специфические и интересные, что адепты открытых АС не перевелись до сих пор.

Начать с того, что отсутствие каких-либо препятствий на пути звуковых волн – лучший путь к повышению чувствительности. Момент этот особенно ценен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности однотактных или лишенных обратной связи. Бумажные диффузоры большого диаметра даже на мощности порядка четырех-пяти ватт способны создать довольно-таки внушительный, и при этом на удивление открытый и свободный саунд.

При высоте 1,2 м в мире открытой акустики Jamo R907 считаются практически компактами

Что же касается тылового излучения, то чтобы не вносить искажений в прямой звук, оно должно приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс) — в таком случае его влияние ощущается как легкая реверберация, лишь добавляющая в саунд воздуха и расширяющая музыкальное пространство. Тонкость в том, что для создания этой самой «заметной задержки» колонки, разумеется, должны быть расположены на изрядном расстоянии от стен. К тому же большая площадь передней панели и внушительные размеры НЧ-драйверов соответствующим образом сказываются на общих габаритах АС. Одним словом, обладателей небольших и даже средних жилых комнат просьба не беспокоиться.

Кстати, частный случай открытых систем — акустика, построенная на электростатических излучателях. Только за счет почти невесомой диафрагмы большой площади, ко всем вышеописанным преимуществам, у электростатов добавляется способность филигранно передавать даже самые резкие динамические контрасты, а благодаря отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ, еще и завидная тембральная точность.

Открытое оформление

Плюсы: Высококлассные открытые колонки — отличный способ получить реальный кайф от прослушивания пуристских ламповых однотактников.

Минусы: Про жирные компрессионные басы лучше забыть сразу. Весь звуковой тракт должен быть подчинен идее открытой акустики, а сами колонки придется выбирать из крайне ограниченного числа предложений.

Запертый в ящике

С ростом мощности и улучшением параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики перестала быть главным камнем преткновения, а вот проблемы неравномерности АЧХ, и в особенности правильного воспроизведения басов, стали еще более актуальными.

Гигантский шаг к прогрессу в данном направлении сделал в 1954 году американский инженер Эдгар Вильчур. Он запатентовал акустическую систему закрытого типа, и это был отнюдь не трюк в стиле нынешних патентных троллей.

Патентная заявка Эдгара Вильчура на АС в закрытом оформлении

К тому моменту уже был изобретен фазоинвертор и, понятное дело, к ящику с дном динамик тоже примеряли неоднократно, только вот ничего хорошего из этого не получалось. Из-за упругости замкнутого объема воздуха приходилось или терять существенную часть энергии диффузора, или делать корпус непомерно большим, чтобы снизить градиент давления. Вильчур же решил обратить зло во благо. Он сильно понизил упругость подвеса, переложив таким образом контроль за движением диффузора на объем воздуха — пружину куда более линейную и стабильную, чем гофр или резиновое кольцо.

В закрытом ящике движения диффузора контролируются воздухом — в отличие от бумаги или резины он не стареет и не изнашивается

Так удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и поднять отдачу на низких частотах, но и ощутимо сгладить АЧХ на всем ее протяжении. Однако обнаружился и минорный момент. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы и резкому ухудшению воспроизведения частот ниже данного порога. Для борьбы с такой неприятностью пришлось увеличивать массу диффузора, что логичным образом привело к снижению чувствительности. Плюс поглощение внутри «черного ящика» чуть ли не половины акустической энергии, не могло не внести вклада в снижение звукового давления. Одним словом, новому типу колонок потребовались усилители довольно серьезной мощности. К счастью, на тот момент они уже существовали.

Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением

Сегодня закрытое оформление применяется по большей части в сабвуферах, особенно в тех, что претендуют на серьезное музыкальное исполнительство. Дело в том, что для домашних кинотеатров энергичная отработка самых низких басов часто оказывается важнее динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. А вот объединив относительно компактный закрытый саб с приличными сателлитами, можно добиться куда более правильного звука — пускай и не наполненного сверхглубокими басами, зато крайне быстрого, собранного и четкого. Всё вышесказанное можно отнести и на счет полнодиапазонных колонок, «закрытые» модели которых изредка появляются на рынке.

Закрытый ящик

Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне. Относительная компактность конструкции.

Минусы: Требуется достаточно мощный усилитель. Сверхглубоких басов на грани инфразвука добиться весьма затруднительно.

Дело — труба

Еще одним способом обуздания противофазного тылового излучения стал фазоинвертор, по-русски буквально «разворачиватель фазы». Чаще всего он представляет собой полую трубку, смонтированную на передней или задней поверхности корпуса. Принцип работы понятен из названия и незамысловат: раз избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, значит нужно синхронизировать его по фазе с фронтальными волнами и использовать на благо слушателей.

Амплитуда и фаза движения воздуха в фазоинверторе меняются в зависимости от частоты колебаний диффузора

По сути труба с воздухом является самостоятельной колебательной системой, получающей импульс от движения воздуха внутри корпуса. Обладая совершенно определенной частотой резонанса, фазоинвертор работает тем эффективнее, чем ближе колебания диффузора к частоте его настройки. Звуковые волны более высоких частот сдвинуть с места воздух в трубе просто не успевают, а более низкие хотя и успевают, но чем они ниже, тем сильнее смещается фаза излучения фазоинвертора, и, соответственно, его эффективность. Когда поворот фазы достигает 180 градусов, тоннель начинает откровенно и весьма эффективно глушить звук басового драйвера. Именно этим объясняется очень крутое падение звукового давления АС ниже частоты настройки фазоинвертора — 24 дБ/окт.

В борьбе с турбулентными призвуками конструкторы фазоинверторов постоянно экспериментируют

У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный — 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще — достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.

Фазоинвертор

Плюсы: Энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при изрядной сложности расчета).

Минусы: В большинстве реализаций проигрывает закрытому ящику в скорости атаки и четкости артикуляции.

Обойдемся без катушки

Попытки избавиться от генетических проблем фазоинвертора, а заодно и сэкономить на объеме корпуса без ущерба для глубины баса, натолкнули разработчиков на идею заменить полую трубу на мембрану, приводимую в движение колебаниями все того же рабочего объема воздуха. Проще говоря, в закрытом ящике установили еще один низкочастотный драйвер, только без магнита и звуковой катушки.

Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой

Конструкция получила название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое сплошь и рядом не слишком грамотно переводят с английского как «пассивный радиатор». В отличие от трубы сабвуфера, пассивный диффузор занимает куда меньше пространства в корпусе, не так критичен к расположению, и к тому же он, как и воздух внутри закрытого ящика, демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧХ.

Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол

Еще один плюс — с увеличением площади излучающей поверхности для достижения нужного звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, а значит, снижаются последствия нелинейной работы подвеса. Колеблются оба диффузора синфазно, а резонансная частота свободной мембраны настраивается точной регулировкой массы — к ней попросту подклеивают грузик.

Пассивный излучатель

Плюсы: Компактность корпуса при впечатляющей глубине басов. Отсутствие фазоинверторных призвуков.

Минусы: Увеличение массы излучающих элементов приводит к росту переходных искажений и замедлению импульсного отклика.

Выход из лабиринта

Акустика, вооруженная фазоинверторами и пассивными излучателями, воспроизводит глубокие басы благодаря резонаторам, работающим при посредничестве воздуха внутри АС. Однако кто сказал, что объем колонки не может играть роль низкочастотного излучателя сам по себе? Конечно может, и соответствующая конструкция называется акустический лабиринт. По сути, она представляет собой волновод, протяженностью в половину или четверть длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы. Иными словами конструкция настраивается по нижней границе частотного диапазона АС. Конечно использовать волновод полной длины волны было бы еще эффективнее, но тогда для частоты, скажем, 30 Гц, его пришлось бы делать 11-метровым.

Акустический лабиринт — любимая конструкция акустиков-самодельщиков. Но при желании корпуса самой хитрой формы можно заказать и в готовом виде

Чтобы в колонке разумных размеров уместить даже вдвое более компактную конструкцию, в корпусе устанавливают перегородки, формирующие максимально компактный изогнутый волновод, поперечным сечением примерно равным площади диффузора.

От фазоинвертора лабиринт отличается в первую очередь менее «резонансным» (то есть не акцентированным на определенной частоте) звучанием. Относительно низкая скорость и ламинарность движения воздуха в широком волноводе препятствует возникновению турбулентности, порождающей, как мы помним, нежелательные призвуки. Кроме того, в данном случае драйвер свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, ведь его тыловое излучение не встречает практически никаких препятствий.

Схема для расчета корпуса на dbdynamixaudio.com

Бытует мнение, что акустические лабиринты создают меньше проблем со стоячими волнами в комнате. Однако при малейших просчетах в разработке или изготовлении, стоячие волны могут возникнуть в самом волноводе, который, в отличие от фазоинвертора, имеет куда более сложную структуру резонансов.

Вообще надо сказать, что грамотный расчет и точная настройка акустического лабиринта — процессы весьма непростые и трудоемкие. Именно по этой причине данный тип корпуса встречается нечасто, и только в АС очень серьезного ценового уровня.

Акустический лабиринт

Плюсы: Не только хорошая отдача, но и высокая тональная точность басов.

Минусы: Нешуточные размеры, очень высокая сложность (читай — стоимость) создания правильно работающей конструкции.

Эй, на пароме!

Рупор — самый древний и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Выглядит круто, если не сказать эпатажно, звучит ярко, а временами… В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска такого звука давно стала мемом и в музыкальном, и в киношном мире.

Avantgarde Acoustics Trio с низкочастотным рупорным массивом Basshorn XD высотой 2,25 м

Конечно от жестяной воронки с ручкой теперешняя акустика ушла очень далеко, но принцип работы все тот же — рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Таким образом, повышается его КПД, а заодно и формируется четкая направленность излучения. В отличие от всех описанных ранее конструкций, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Причина проста — его сечение увеличивается по экспоненте, и чем ниже воспроизводимая частота, тем большим должен быть размер выходного отверстия — уже на 60 Гц потребуется раструб диаметром 1,8 м. Понятно, что такие монструозные конструкции больше подходят для стадионных концертов, где их действительно периодически можно встретить.

Главный козырь адептов рупорного воспроизведения заключается в том, что акустическое усиление позволяет при заданной звуковой отдаче уменьшить ход мембраны, а значит, поднять чувствительность и улучшить музыкальное разрешение. Да-да, снова кивок обладателям ламповых однотактников. К тому же при грамотном расчете раструбы могут играть роль акустических фильтров, круто отсекая звук за пределами своей полосы и позволяя ограничиться самыми простыми, а потому вносящими минимальные искажения электрическими кросоверами, а иногда и вообще обойтись без них.

Системы Realhorns — особая акустика для особых случаев

Скептики же не устают напоминать о характерной рупорной окраске, особенно заметной на вокале, и придающей ему характерную гнусавость. Побороть данную неприятность действительно нелегко, хотя судя по тому, как играют лучшие образцы High-End-рупоров, вполне реально.

Рупор

Плюсы: Высокий акустический КПД, а значит, отличная чувствительность и неплохое музыкальное разрешение системы.

Минусы: Характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры средне- и тем более низкочастотных конструкций.

Круги на воде

Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно — пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.

Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций

Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.

Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.

Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri

Обратная сторона медали — большая опасность ранних отражений этих волн от стен и мебели, о вредоносности которых я подробно рассказывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

И другие…

Если вы думаете, что на этом список вариантов оформления колонок исчерпывается, значит вы сильно недооцениваете конструкторский энтузиазм электроакустиков. Я описал только наиболее ходовые решения, оставив за кадром близкую родственницу лабиринта — трансмиссионную линию, полосовой резонатор, корпус с панелью акустического сопротивления, нагрузочные трубы…

Nautilus от Bowers & Wilkins — одна из самых необычных, дорогих и авторитетных в плане звучания акустических систем. Тип оформления — нагрузочные трубы

Подобная экзотика встречается довольно редко, но иногда она материализуется в конструкции с действительно уникальным звучанием. А иногда и нет. Главное не забывать, что шедевры, как и посредственности, встречаются во всех оформлениях, что бы ни говорили идеологи того или иного бренда.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГОЛОВКИ ( ДИНАМИКА )

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГОЛОВКИ       Принцип работы динамической головки будет наиболее понятен, если головку собрать с самого начала, ПО ПОРЯДКУ.       Для этого потребуется кольцевой магнит с полюсами, расположенными с плоской стороны кольца:       Магнитное поле в таком магните будет распологаться следующим образом:       Теперь с задней стороны закроем магнит стальным, магнитомягким листом, круглой формы и диаметром равным, диаметру магнита       Магнитное поле уже не будет излучаться в окружающую среду, а пойдет по стальному листу, который теперь выступает в роли магнитопровода:       Таким же листом закроем магнит с передней части, только в этом листе должно быть отверстие, диаметр которого равен внутреннему диаметру магнита:       Магнитное поле и с этой стороны замыкается, но магнитные линии внутри магнита нужно распередедить более равномерно, поэтому внуть вставим стальной цилиндр. Диаметр цилиндра должен быть меньше внутреннего диаметра магнита, причем разница в диаметрах зависит от конструктива используемой магнитной катушки. Введение цилиндра так же способствует концентрации магнитного в получившимся зазоре, покольку разрывает магнитопровод:       Далее в зазор помещается катушка индуктивности, причем величина на которую катушка уходит внутрь магнитного зазора равна половине высоты катушки, т.е. катушка погружается ровно на половину своей высоты. Такое расоложение катушки необходимо для обеспечения одинакового хода катушки как внутрь магнитной ситемы, так и наружу:       Теперь, если к катушке подключить источник напряжения, то катушка будет выталкиваться. если ее магнитное поле будет одной полярности с магнитным полем магнита: или втягиваться, если ее магнитное поле будет противоположным магнитному полю магнита:       Теперь закрепим катушку на жектском цилиндре, а его соединим с бумажным конусом:       При движении катушки в магнитном зазоре это движение будет передавать конусу и тот будет вызывать механическое движение воздуха, т.е. появится звук. Конус называется дифузором и может быть выполнен не только из бумаги, но об этом несколько позже.       Катушка по сути ничем не закреплена, следовательно она может ударяться и о магнит и о стальной цилиндр, находящийся внутри магните и именуемый керном. Для того, чтобы исключить эту неприятность катушку фиксируют в простренсте при помощи центрирующей шайбы — спайдера, а с широкой стороны конуса, по периметру крепится дифузородержатель:       И магнит, и дифузор крепятся к корзине — магнит либо приклеевается, либо прикручивается винтами. Диффузор приклеивается, точнее не диффузор, а диффузородержатель и спайдер:       Со стороны диффузора остается отверстие и его нужно закрыть, чтобы избежать попадания внутрь пыли и мелкого мусора:       Для этого используется защитный колпачок. Однако эта технологическая деталь выполняет еще одну функцию — она отвечает за воспроизведение высокочастотной составляющей звукового сигнала. Причина такого разделения труда чисто механическая. Для воспроизведения ВЧ сигнала необходима небольшая амплитуда, но слишном быстрое возвратно-поступательное движение дифузора. Если дифузор будет слишком тонким, значит он будет легким и решение воспроизведения вроде бы обеспечено. Однако если дифузор будет тонким он будет слишком мягким и не сможет полноценно воспроизводить НЧ составляющую, где необходимо использование всей площади дифузора. Дифузор попросту будет гнуться в середине:       Поэтому производители идут на различные компромисы — сами дифузоры могут состоять из нескольких компонентов, например на пропитанную бумагу напыляется алюминий, а защитный колпачок делается из более жесткого материала, его форма изготавливается таким образом, чтобы обеспечить максимальную отдачу на ВЧ. В данном примере бумажный дифузор оснащен пластиковым, металлизированным защитным колпачком:       Иногда, чтобы еще больше усилить отдачу динамической головки на ВЧ используют защитные колпачки в виде рупора, выполненного из бумаги, но пропитанного более жесткой пропиткой и высушенного под бОльшим давлением:       Осталось подключить катушку дифузора к клеммам, и делается это многожильным, мишурным проводом, устойчивым к многократным перегибам:       Обычно вывода катушки тянутся по диффузору примерно до середины его диаметра и запаиваются в специально заштампованные в диффузор клеммы-заклепки. К этим клемма и подпаивается один конец мишурного провода, а второй подпаивается к установленной на корзине клеммной колодке. К колдке подпаиваются, или подключаются через специальные самозажимные клеммы провода, идущие на клеммы, установленные на корпусе АС.             Динамические головки работающие во всем диапазоне звуковых частот называются широкополосными и при их производстве приходится решать множество проблем, позволяющих действительно получить более-менее линейную АЧХ. Однако есть еще один вариант решения проблемы воспроизведения всего звукового диапазона — использование нескольких динамических головок:       Каждая динамическая головка предназначена для воспроизведения только своего частотного диапазона, а акустические системы, использующие такие головки называются многополосными. Большие динамические головки в таких системах отвечают за воспроизведение НЧ и СЧ диапазона, их паспортная мощность значительно превышает мощность маленьких головок, отвечающих за воспроизведение СЧ и ВЧ диапазона. Разделение сигнала, подаваемого на головки призводится либо пассивными фильтрами, устанавливаемыми внутри акустической системы, либо фильтры ставятся до усилителей мощности, но в этом случае требуются бОльшие затраты, поскольку для каждой динамической головки требуется свой усилитель. Разумеется, что у каждого из способов есть свои плюсы и свои минусы.       При использовании пассивных фильтров возникают проблемы согласовани динамиков по фазе, но общий комплект получается значительно проще и дешевле. При использовании отдельных усилителей для каждого диапазона с фазировкой проблемы решаются проще, но довольно ощутимо возрастает стоимость комплекса.       Ну теперь принцип работы динамической головки должен быть понятен полностью — при подаче переменного напряжения с усилителя мощности катушка то втягивается, то выталкивается из магнитного зазора, а поскольку она жестко соединена с дифузором, то он повторяет все ее движения вызывая движение воздуха с той же частотой, что и подаваемое с усилителя напряжение:       Осталось выяснить лишь некоторые нюансы, которые лишь на первый взгляд кажутся второстепенными.       Прежде всего следует поговорить о «полостности» акустических систем.существует мнение и оно довольно популярно среди начинающим паяльщиков и рядовых обывателей, что чем больше полос на акустической системе, тем лучше.       Из вышенного сказанного следует, что прежде всего частотный диапазон зависит от материала дифузора, а так же ситемы его крепления, следовательно, если производитель не стал беспокоится о закупке хорошего сырья для изготовления дифузоров, а пошел по пути разрезания звукового диапазона на 4-5 частей, то уже можно смело говорить о том, что сырье для акустической ситемы было собрано уж если не на мусорке, то совсем не далеко от нее. Главная проблема многополосных акустических систем (АС) это соблюдение фазы звукового сигнала, а для этого уже требуется не примитивный набор конденсаторов, который обычно йстанавливается в подобных многополосных АС, а серьезный набор фильтров с множеством катушек индуктивностей и конедесаторов. В результате получается звуковая каша с совсем низкой дитализацией, поскольку довольно часто получается, что дифузоры двух соседних дианазонов работают в противофазе, чем обеспечивают коверканье не только фазовых характеристик АС, но и провалы на частотных.       Наиболее оптимально разделение звукового диапазона на 2-3 полосы. В первом случа большая динамическая головка воспроизводит НЧ-СЧ, т.е. от 20 Гц до 6…8 кГц, а маленькая динамическая головка воспроизводит только ВЧ, т.е. от 6…8 кГц до 20 кГц. На каком участке звукового диапазона делать деление определяет уже производитель и отталкивается от того насколько высокочастотный сигнал способна воспроизводить бОльшая динамическая головка. При разделении звукового диапазона на 3 части бОльшая головка воспроизводит только НЧ сигнал, среднаяя — среднюю частоту, а самая маленькая, именуемая часто пищалкой — высокую частоту. Разделение частотного диапазона так же остается за производителем.       Однако, для орентирования какой динамик какой частотный диапазон воспроизводит используется следующее делениезвукового диапазона:             20-40Гц – нижний бас 40-80Гц – бас             80-160Гц – верхний бас             160-320Гц – нижний мидбас             320-640Гц – мидбас             640-1.280Гц – верхний мидбас             1.28-2.56кГц – нижняя середина             2.56-5.12кГц – середина             5.12-10.24кГц – верхняя середина             10.24-20.48кГц — верх       Кроме частотного диапазона у динамической головки есть еще один не маловажный параметр — чувствительность, которая выражается в дБ. Зависит этот параметр так же от используемых технологий, в частности от массы дифузора, жесткости центрирующей шайбы и дифузородержателя, а так же магнитной силы самого магнита.       Масса дифузора зависит от используемого для его изготовления материала, который должен обеспечивать достаточную жесткость и в тоже время весить как можно меньше. Решая эту проблему производители идут на всевозможные ухищрения — и кивларовые покрытия, и карбон, и напыление алюминия. Так же используются всевозможные материалы для центрирующей шайбы и дифузородержателя — всевозможные резины, дермантины, пропитанные паралоны. Однако как бы там ни было у динамиков с большой чувствительностью всегда будет бОльшая цена, поскольку для их изготовления требуются дорогие материалы и при подачи одной и той же мощности они будут звучать громче.       Тоже самое касается и магнитной системы — большой магнит это совсем не показатель качества, ведь намагнитить можно и гайку от колеса паравоза, однако полноценным магнитом она не станет. Для примера возьмем неодимовые магниты — при небольших габаритах они обеспечивают магнитный поток, который измеряется десятками киллограмм. Сила магнитов для акустических систем измеряется в граммах, но это не значит, что сам магнит именно столько весит. Если совсем упростить процедуру измерения магнитной силы, то магнит «клеится» к ровному стальному листу, а затем бизменом отрывается. Сколько кг покажет бизмен в момент отрыва — такая магнитная сила у магнита. Однако этот параметр на динамических головках указывается крайне редко — все выводы о чувствительности делаются из указанного параметра в дБ.       Наиболее ярким примером заблуждений на этот счет служит высказывание рядовых потребителей о том, что некоторые колонки, даже известных производителей «запирают», т.е. на максимальной громкости имеют место быть ярковыраженные искажения, поэтому покупая автомобильный магнитофон серьезного производителя они покупают к магнитофону акустику типа «Домотек», «Евротек» или еще какой нибудь «Г@внотек» с пластмассовым дифузором и дифузородержателем, сделанным из отходов сапожно-галошной фабрики. Эти колонки не «запирают», да они и не могут «запирать» — при чувствительности в 65-70 дБ они не способны воспроизвести резкоменящийся сигнал, который возникает при клиппинге — когда расчетная величина выходного напряжения выше напряжения питания. Они не способны даже на среднюю детализацию музыкального фрагмента, не говоря уже о возможности полноценно отыграть загоняемые в них 14…16 Вт.       С другой стороны мало кто отдает отчет о том, что максимальный сигнал на выходе автомобильных магнитофонов и ресиверов достигается при среднем положении регуляторов тембра. Стоит повысить уровень НЧ на 6 дБ, т.е. в 2 раза, как на 3/4 от максимальной громкости уже появятся ярковыраженные искажения — это клиппинг, т.е. амплитуда сигнала получается больше напряжения питания. Более подробно о клиппинге и загадочных дБ несколько позже.       Иногда производитель, не имея возможности приобрести более сильные магниты, но имея желание получить хорошую чувствительность применяет склеивание магнитов и это говорит лишь о честности производителя, но ни как о его халтуре:       Не маловажным технологическим приемом является использование различных материалов и технологий для изготовления корзины. Наиболее популярными являются литые и штампованные корзины. Разумеется, что наиболее жесткими являются конструкции из литого под давлением алюминиевого сплава и для мощных динамических головок это довольно актуально — нужно не только толкать тяжелый дифузор, но еще и гасить инерционные силы, которые неизбежно возникают при движении дифузора, поэтому литые корзины предпочтительней:       Однако сказать, что динамические головки с штампованной корзиной ни на что не пригодны тоже будет не верно — среди них есть и весьма шикарные представители своего класса:       Динамические головки для СЧ и ВЧ диапазонов тоже довольно разнообразны. Так же могут использовать и штампованные, и литые корзины, а могут быть и заключены в рупор — для большей отдачи:       Остается упомянуть еще об одной технологической хитрости — чтобы улучшить связку магнитных потоков между магнитом и катушкой увеличивают диаметр катушки, о чем производитель не забудет упомянуть. Зачастую, чтобы облегчить вес катушки используют более тонкий провод, что приводит к нагреву катушки. Чтобы исключить ее перегрев в керне делают специальное вентиляционное отверстие, позволяющее свободно циркулировать воздуху внутри магнитной системы и охлаждать катушку:       Осталось рассмотреть только собственный голос динамической головки. Нет, это не опечатка — у каждого динамика есть свой собственный голос. Дело в том, что дифузор не может мгновенно переместится из одной точки в другую и там остановится — не даст инерция. Следовательно эта самая инерция будет влиять и на звук, поскольку звук формирует дифузор. Для примера подадим на катушку постоянное напряжение, дифузор переместится на определенное расстояние, определяемое поданным напряжением. Теперь, если резко снять прилагаемое напряжение, то дифузор начнет стремится к своему первоначальному состоянию, но проскочив его по инерции сделает небольшой ход в противоположном направлении, и снова предпримет попытку вернуться на первоначальное положение, но опять, по инерции «проскочит» его, конечно же на гораздо меньшее расстояние, но проскочит. Таким образом при резком снятии напряжения возникает некоторый колебательный процесс, который собственно можно назвать персональным голосом динамической головки. Частота, на которой будут происходить колебательные процессы является частотой собственного резонанса динамической головки, а скорость затухания этих колебаний называют «водопадом»:       Так же инерция влияет на фазовые характеристики динамической головки — если дифузор слишком тяжелый, то фаза будет отставать. Поэтому для самостоятельного изготовления лучше выбирать АС либо с широкополосными динамиками, либо на 2 полосы, ну в крайнем случае на 3, и уж ни в коем случае на 4 — шансы на удачный подбор динамических головок по всем параметрам для всех полос снижаются в геометрической прогрессии.       Инерция так может сослужить другую медвежью услугу при использовании корректора Линквица — делая большой выброс на частоте резонанса НЧ динамиков всегда есть шанс получить проблему. Катушка получает слишком большую амплитуду и ударяется о магнитную систему. На слух это можно сразу не услышать, а вот разбить катушку можно буквально за 10-15 минут и как следствие — клин дифузора.       Мощность акустической ситемы это показатель мощности, при превышении которой есть шанс вывести АС из строя, но ни как показатель мощности как таковой, означающий, что подавая на АС 2 вольта переменного напряжения Вы получите 200 Вт на АС расчитанной на 200 Вт. Мощность АС должна быть выше мощности усилителя на 20-25%, чтобы обеспечить запас на пик фактор и не выйти из строя в случае возникновения клиппинга.       При использовании слишком мощных АС и слабого усилителя отдача АС довольно заметно снижается, поскольку для мощных динамических головок используются очень жесткие материалы, а вес диффузора достаточно велик. В результате динамик делает вид, что он что то воспроизводит, поэтому перед началом строительства комплекса лучше еще несколько раз подумать какую мощность Вам все таки нужно.       Довольно часто возникает вопрос — какие динамические головки выбрать — автомобильные или для стационара. Ответ на этот вопрос кроется в самом названии динамических головок — АВТОМОБИЛЬНЫЕ, т.е. для автомобиля, имеющие повышенную влагостойкость, пылезащищенность, более низкую чувствительность, чтобы обеспечить малую реакцию дифузора на дрожание кузова автомобиля, несущегося по дороге. И уж не сомневайтесь — производитель не забудет за все эти дополнения взять деньги. С другой стороны — автомобильные динамики гораздо доступней. Поэтому следует соизмерить транспортные расходы на покупку более дешевых динамиков для стационарной АС и имеющихся в продаже, через дорогу, автомобильных. Было бы не справдливо умолчать еще об одном нюансе — для увеличения звукового давления динамические головки для стационарной АС конструктивно выполняются с большим дифузором. В автомобиле габариты ограничены, поэтому для создания точно такого же звукового давления увеличивается амплитуда хода диффузора. Поэтому, при выборе динамических головок следует давать поравку на габариты акустической системы, а так же на то, как часто планируется выносить ее на улицу.       Напоследок еще небольшая напоминалка — если есть возможность потратить несколько бОльшую сумму на акустическую систему, то основной упор лучше сделать на качество АС, а не на максимальную мощность — все равно громче этого вряд ли получится:       Да и само акустическое оформление, т.е. конструкция АС играет далеко не последнюю роль. Более подробно об акустическом оформлении ЗДЕСЬ.     Адрес администрации сайта: [email protected]     НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:               СТРОКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ПОИСКА