Виды колонки: все о видах звуковых колонок – Какие бывают колонки: все виды и разновидности

Какие бывают колонки: все виды и разновидности

Опубликовано 27.05.2019 автор Андрей Андреев — 0 комментариев

Всем привет! Типов и моделей акустических систем создано огромное количество. Приобрести их можно по цене от нескольких до нескольких десятков тысяч долларов. В сегодняшнем посте мы рассмотрим, какие бывают колонки, то есть виды звуковых колонок, и по каким критериям их можно различать.

Назначение

От целевой направленности вида компьютерных колонок зависят все прочие характеристики. Условно можно разделить все виды колонок на несколько групп:

Как правило, небольшого размера, оборудованы встроенным аккумулятором. Часто бывают беспроводными для сопряжения со смартфоном. Сюда же относятся музыкальные центры в виде колонки, популярные сегодня у подростков.

Главное назначение таких девайсов – сопровождать владельца во время прогулки, громко играя реп или дабстеп с целью выбесить окружающих.

• Для домашнего использования.

Все виды компьютерных колонок относятся к этой категории.Сюда входит целый ряд устройств с различными габаритами и мощностью: от миниатюрных «пищалок» на пару Ватт, с помощью которых можно разобрать диалоги в фильмах, но не подходящих для музыки, до огромных систем 7.1, используемых в домашних кинотеатрах.

• Для публичного использования.

Огромные мощные аудио системы, которые используются во время конференций, концертов, митингов, собраний религиозных сект, в кинотеатрах, караоке барах.

• Автомобильные.

Отдельный сегмент рынка, причем весьма активный. Хотя законы акустики одинаковые, салон авто имеет специфическую форму, которую нужно учитывать, если вы хотите качественный звук, а не банального подпрыгивания транспортного средства от громких басов.

Мощность и габариты

От назначения акустической системы зависят ее размеры и номинальная мощность. Так, переносные беспроводные виды акустических систем должны быть транспортабельными. В этом направлению конструкторы, в первую очередь, работают над снижением массы и габаритов: тяжелую колонку больших размеров таскать с собой неудобно.Однако это не всегда так. Например, уличные музыканты часто используют довольно мощную портативную акустику, которая дает сочный басовитый звук. Впрочем, постоянно перемещать эти устройства не нужно – только доставить на место выступления, а по его завершению отнести обратно.

От мощности акустической системы во многом зависят ее габариты. Чем больше размеры динамика, тем громче он может звучать. Так как в хорошей колонке предусмотрена как минимум пара динамиков, то и мощная концертная колонка получается размером с добротный шкаф.

Для компьютера, конечно, это уже слишком. Как правило, большинство видов компьютерных колонок имеет компактные габариты и легко помещается на рабочем столе, а сабвуфер, если он есть – на специальной подставке.

Наличие встроенного усилителя

В зависимости от наличия усилителя для входного сигнала, все колонки делятся на активные (усилитель внутри корпуса одной из колонок) и пассивные (усилитель выполнен в виде отдельного блока).

Детально, в этой публикации, внимание на этой теме я заострять не буду. Кому интересно – читайте статью «Типы колонок: пассивные и активные»(уже на блоге).

Количество каналов

Монофонические колонки, то есть с одним каналом, для работы с современными ПК, практически не используются. Такая разновидность попадается среди бюджетных переносных колонок с одним динамиком.

Необходимый минимум для качественного звука сегодня – формат 2.0, то есть две колонки, как правило, установленные по бокам от монитора. Если расположить оба устройства правильно, вполне можно достичь «эффекта присутствия» – так же как при использовании наушников.

Если что-то происходит слева от камеры в фильме или игре, то и звук пользователь будет слышать с левой стороны, и наоборот.

Более совершенные акустические системы относятся к формату 2.1 – относительно большой сабвуфер, воспроизводящий басы, и парочка сателлитов поменьше. В плане качества воспроизведения, не имеют никаких преимуществ над системами 2.0, но удобнее в плане эксплуатации.

Сателлиты без труда умещаются на рабочем столе, а «бочку» можно спрятать под стол.

Следующий этап аудиофильства – системы 5.1 с сабвуфером, парой фронтальных и парой тыльных сателлитов. Такие акустические системы хороши для домашних кинотеатров с большим экраном: звук придает еще больше атмосферности, позволяя почти полностью погрузиться в происходящее.

Однако, чтобы правильно выставить такие колонки, требует иметь, хотя бы минимальные познания в акустике.

Ну и «потолком» можно считать системы 7.1, когда ко всем перечисленным в предыдущем абзаце динамикам добавляется парочка боковых сателлитов. К слову, разновидности 5.1 и 7.1 не всегда можно использовать для компьютера, так как они требуют наличия соответствующей звуковой карты.

По умолчанию же, в большинство материнских плат интегрирована двухканальная звуковая плата, выводящая звук на левый и правый каналы соответственно.

Количество полос

Почти все виды современных колонок, кроме самых бюджетных моделей, оборудованы как минимум парой динамиков каждая. Габариты их разные и, соответственно, они рассчитаны на воспроизведение разных частот.

Необходимый минимум – один динамик для НЧ, второй для средних и высоких. Такие колонки называются двухполосными.У трехполосных колонок есть по три динамика – для НЧ, СЧ и ВЧ. Ну а самые аудиофильские имеют по два динамика для каждого из диапазонов, воспроизводя звук определенной частоты в рамках.

Акустическое оформление

От конструкции корпуса во многом зависит звук, который формируется акустической системой. К наиболее распространенным типам можно отнести:

Незакрытые ничем динамики монтируются на специальной стойке.

Динамики помещаются в пустотелый ящик, а воздушная подушка выполняет роль дополнительного демпфера.

• Фазоинверторные.

Корпус имеет специальное отверстие для циркуляции воздуха.

Фазоинвертор имеет «хитрую» форму, влияющую на качество звука. Трансмиссионная линия – лабиринт с мягкой набивкой внутри.

Материал корпуса

Большинство современных колонок имеет пластиковый корпус. Однако умные аудофилы знают, что это – не лучший материал, в плане отражения звука. Более качественные модели помещаются в корпуса из ДСП, а акустика Hi-End класса исключительно в деревянные.

Тип подключения

Активные акустические системы к компьютеру подключаются посредством джека 3,5 мм. Второй конец кабеля может быть намертво впаян в корпус или же подключаться к усилителю с помощью разъема RCA. В профессиональном оборудовании используется джек 6,3 мм и штекер XLR соответственно.

И на этом, пожалуй, все. Что такое акустическая колонка, читайте здесь. Также для вас будет полезен пост о том, из чего состоят компьютерные колонки. Буду признателен всем, кто расшарит эту публикацию в социальных сетях. До завтра!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

материалы и акустическое оформление / Pult.ru corporate blog / Habr

Это новый цикл постов посвящён акустическим системам. В связи с тем, что тема крайне обширная, мы решили создать серию статей, отражающих критерии выбора при покупке АС. Это пост посвящен акустическим свойствам материалов корпуса и акустическому оформлению. Пост будет особенно полезен для тех, кто стоит перед выбором АС, а также даст информацию для людей, которые хотят создать собственные АС в процессе своих DIY экспериментов.

Существует мнение, что одним из решающих факторов, влияющих на звук АС, является материал корпуса. Эксперты PULT считают, что значение этого фактора часто преувеличивают, однако, он является действительно важным, и списывать со счетов его нельзя. Не менее важным фактором (в ряду множества других), определяющим звучание АС, является акустическое оформление.

Предупреждаю, в материале есть ссылки на товары не в качестве откровенной джинсы, но в качестве примеров (надеюсь никого не заденет), всё строго в рамках темы.

Материал: от пластмассы до гранита и стекла

Пластик – дешево, сердито, но резонирует

Пластик зачастую используется при производстве бюджетных АС. Пластмассовый корпус лёгок, существенно расширяет возможности дизайнеров, благодаря литью можно реализовать практически любые формы. Различные типы пластмасс очень серьёзно отличаются по своим акустическим свойствам. В производстве высококачественной домашней акустики большой популярностью пластик не пользуется, при этом востребован для профессиональных образцов, где важна низкая масса и мобильность устройства.

(для большинства пластмасс коэффициент звукопоглощения составляет от 0,02 – 0,03 при 125 Гц до 0,05 – 0,06 при 4 кГц)

С 90 %-ной вероятностью, если вы столкнулись с домашней акустикой из пластика – это либо бюджетный вариант для не слишком искушенных пользователей, либо образец, сравнимый по стоимости с аналогами из МДФ и ДСП. Пластиковый корпус устройства недостаточной толщины и плотности начнёт резонировать и дребезжать при увеличении громкости до 60 – 90 %. В качественных АС, с рассчитанной толщиной и подходящими акустическими свойствами материала, «паразитные» среднечастотные резонансы сводятся к минимуму, однако, стоимость подобных АС практически равна аналогам из других материалов. Выжать из бюджетной пластиковой АС глубокий и адекватный низ не поможет даже умопомрачительная эквализация.

Типичный представитель «пластикового братства» в домашней акустике с достойными характеристиками и привлекательной ценой: Полочная акустика JBL Jembe black

Дерево – от вырубки до золотых ушей

Благодаря хорошим поглощающим свойствам дерево считается одним из лучших материалов для изготовления колонок.

(коэффициент звукопоглощения древесины в зависимости от породы составляет от 0,15 – 0,17 при 125 Гц до 0,09 при 4 кГц)

Массив и шпон для производства АС применяются сравнительно редко и, как правило, востребованы в HI-End сегменте. Постепенно деревянные АС исчезают с рынка в связи с низкой технологичностью, нестабильностью материала и запредельно высокой стоимостью.
Интересно, что для создания действительно качественных АС такого типа, отвечающих требованиям самых искушенных слушателей, технологи должны отбирать материал ещё на этапе вырубки, как при производстве акустических музыкальных инструментов. Последнее связано со свойствами древесины, где важно всё, начиная от местности, где произрастало дерево, заканчивая уровнем влажности помещения, где оно хранилось, температурой и длительностью сушки et cetera. Последнее обстоятельство затрудняет DIY разработку, при отсутствии специальных знаний любитель, создающий деревянную АС, обречен действовать методом проб и ошибок.
Как обстоит дело на самом деле, и соблюдаются ли описанные условия, производители такой акустики не сообщают, а соответственно, любая деревянная система требует внимательного прослушивания перед покупкой. С высокой степенью вероятности, две АС одной модели из одной породы будут немного отличаться в звучании, что особенно важно для некоторых притязательных слушателей с золотыми ушами с большими деньгами.
Доступны колонки из массива ценных пород единицам, стоимость их астрономическая. Всё, что вашему покорному слуге приходилось слышать, звучит превосходно. Однако, на мой субъективно-прагматичный взгляд, несоразмерно стоимости. Порой, хорошо рассчитанные корпуса из фанеры и MDF, обладают не меньшей музыкальностью, но для многих аудиофилов «не дерево»= «не true hi-end», а кому-то «не дерево» попросту статус не позволяет или дизайн интерьера портит.
Полагаю, что одна из лучших деревянных систем в нашем каталоге эта:
Напольная акустика Sonus Faber Stradivari Homage graphite(цена соответствующая)

Фанера – почти дерево, если не пролетела над Пекином

Фанера, применяющаяся для производства акустических корпусов, имеет от 10 до 14 слоёв и почти не уступает дереву по акустическим свойствам, в частности по звукопоглощению, при этом несколько дешевле древесины, более технологична при обработке, легче ДСП и MDF. Многослойная фанера хорошо гасит нежелательные вибрации, благодаря структуре материала.

(коэффициент звукопоглощения 12-ти слойной фанеры составляет от 0,1– 0,2 при 125 Гц до 0,07 при 4 кГц)

Как и древесина – фанера применяется в достаточно дорогостоящих, а иногда и в элитных штучных продуктах. Стоимость фанерных АС не на много ниже тех, что произведены из массива, и вполне сопоставимы с ними по качеству.
В ряде случаев корпуса, заявленные производителем как «фанерные», изготовлены из ДСП и MDF. Поэтому низкие цены на АС с фанерным или деревянным корпусом должны насторожить. Ряд небольших азиатских производителей, регулярно меняющих названия и торгующих в основном в сети, создают комбинированные корпуса, включая несколько небольших, но заметных фанерных (деревянных) элементов, а основную часть изготавливают из ДСП.
Среди АС, созданных из фанеры, могу особо выделить эту: полочная акустика Yamaha NS-5000

ДСП – толщина, плотность, влажность

Древесно-стружечная плита по стоимости сравнима с пластиком, при этом не обладает рядом недостатков, которые присущи пластиковым корпусам. Наиболее существенной проблемой ДСП является низкая прочность, при достаточно высокой массе материала.
Звукопоглощение в ДСП неоднородное и в ряде случаев возможно возникновение низко- и среднечастотных резонансов, хотя вероятность их появления ниже, чем у пластика. Эффективно гасить резонансы могут плиты толщиной более 16 мм, которые достигают необходимой плотности. Следует отметить, что, как и в случае с пластиком, свойства конкретной плиты ДСП имеет большое значение. Важно учитывать плотность и влажность материала, так как разные ДСП плиты отличаются по этим параметрам. Не редко толстые, плотные ДСП плиты применяются при создании студийных мониторов, что говорит о востребованности материала в производстве профессиональной техники.

На заметку, товарищам из DIY-братии для создания АС хорошо подойдёт ДСП с плотностью не менее 650 — 820 кг/м³ (при толщине плиты 16 – 18 мм) и влажностью не более 6-7%. Не соблюдение этих условий существенно отразится на качестве звука и надёжности АС.

Среди достойных ДСП вариантов домашних АС наши эксперты выделяют: Cerwin-Vega SL-5M

MDF: от мебели к акустике

Сегодня МДФ (Medium Density Fiberboard, древесно-волокнистая плита средней плотности) используется повсеместно, в число прочего, МДФ — один из наиболее распространённых современных материалов для производства акустики.
Причиной популярности МДФ стали физические свойства материала, а именно:

• Плотность 700 — 800 кг/м³
• Коэффициент звукопоглощения 0,15 при 125 Гц – 0,09 при 4 кГц
• Влажность 1-3 %
• Механическая прочность и износоустойчивость

Материал дешев в производстве, обладает акустическими свойствами, сравнимыми с характеристиками древесины, при этом устойчивость плит к механическим повреждениям несколько выше. У МДФ достаточная акустическая жесткость корпуса АС, а звукопоглощение соответствует параметрам, необходимым для создания HI-FI акустики.
Визуальное отличие МДФ от ДСП
Среди MDF акустики масса замечательных систем, по моему мнению, оптимальными по соотношению цена/качество являются следующие:

→ Yamaha NS-BP182 piano black — полочная
→ Focal Chorus 726 — напольная

Алюминиевые сплавы – дизайн и точные расчёты

Наиболее распространенным металлом при производстве АС является алюминий, а также сплавы на его основе. Некоторые авторы и эксперты полагают, что алюминиевый корпус позволяет снижать резонансы, а также улучшать передачу высоких частот. Коэффициент звукопоглощения алюминиевых сплавов не высок, и составляет около 0,05, что, впрочем, значительно лучше, чем у стали. Для снижения вибрации корпуса, повышения звукопоглощения и предотвращения вредных резонансов производители применяют сэндвич-панели, где между 2-мя алюминиевыми листами помещается прослойка из высокомолекулярных полиэтиленовых смол или других материалов низкой плотности, например, вискоэластика.
В случае с бюджетными АС из алюминия, производители, не редко, делают ставку на дизайн, в ущерб звучанию: в результате акустические характеристики оставляют желать лучшего. Иногда пользователи такой акустики жалуются на жесткое, искаженное звучание, вызванное недостаточным звукопоглощением корпуса. В связи с тем, что волны хорошо отражаются и плохо поглощаются, очень большое значение в металлической акустике приобретает точный расчет конструкции корпуса, подбор излучателей, используемые фильтры, а также качество соединений отдельных деталей.
Среди достойно звучащих алюминиевых колонок меня особенно впечатлил звук:

→ Canton CD 310 white high gloss (цена внушительная, но не запредельная )

Камень – гранитные плиты по цене золотых слитков

Камень один из самых дорогих материалов для производства акустических корпусов. Безупречное отражение и практическая невозможность появления вибрационных резонансов делают эти материалы востребованным в среде особо притязательных слушателей.

Большинство пород имеют стабильный коэффициент звукопоглощения, который, например для гранита, составляет 0,130 для всего спектра звуковых частот, а для известняка 0,264. Производителями особо ценятся пористые породы камня, в которых выше звукопоглощение.

Использование каменных плит для изготовления DIY- акустики почти невозможно, так как это требует не только недюжинных познаний в акустике и камнеобработке, но и крайне дорогостоящего оборудования (домашних 3-D фрезеров для камня пока никто не выпускает).

Для производства серийных АС применяются такие породы, как гранит, мрамор, сланец, известняк, базальт. Эти породы обладают схожими акустическими свойствами, а при соответствующей обработке становятся настоящими произведениями искусства. Не редко каменные корпуса применяются для создания ландшафтной акустики, в таких случаях в необработанном камне создаётся полость для размещения излучателя, в которой устанавливаются элементы крепления (как правило, производится под заказ).

У камня 2 основные проблемы: стоимость и масса. Цена каменной АС может быть выше любой другой, обладающей схожими характеристиками. Масса некоторых образцов напольных систем может достигать 40 и более кг.

Прозрачность стекла и качество звука

Оригинальным решением является создание АС из стекла. В этом деле пока серьезно преуспели только две компании Waterfall и SONY. Материал интересен с дизайнерской точки зрения, акустически стекло создаёт определённые проблемы, главным образом в виде резонансов, которые вышеназванные компании научились решать, существуют даже референсные варианты.
Цены на прозрачное чудо тоже сложно назвать демократичными, последнее связано с низкой технологичностью и высокой стоимостью производства.

Из впечатлявших звуком стеклянных образцов могу порекомендовать: Waterfall Victoria Evo

Акустическое оформление — ящики, трубки и рупоры

Не меньшую значимость для точной передачи звука в АС имеет акустическое оформление. Я расскажу о наиболее распространённых типах (закономерно, что, те или иные типы могут комбинироваться в зависимости от конкретной модели, например фазоинверторая часть колонки отвечает за низко-и среднечастотный диапазон, а для высоких сооружен рупор).

Фазоинвертор – главное длинна трубы

Фазоинвертор — один из наиболее распространённых типов акустического оформления. Такой способ позволяет, при правильном расчете длинны трубы, сечения отверстия и объема корпуса получить высокий КПД, оптимальное соотношение частот, усилить низкие. Суть фазоинвертерного принципа в том, что на тыльной части корпуса размещается отверстие с трубой, которая позволяет создать низкочастотные колебания синфазные волнам, создающимся фронтальной стороной диффузора. Чаще всего фазоинверторный тип применяется при создании 2.0 и 4.0 систем.
Для облегчения расчетов при создании собственной АС удобно использовать специальные калькуляторы, один из удобных привожу по ссылке.

В философии HI-END cуществуют крайне радикальные бескомпромиссные суждения о фазоинверторных системах, привожу одно из них без комментариев:

«Враг №1 это, конечно, нелинейные усилительные элементы в звуковом тракте (дальше уж каждый сам, в меру образования, понимает какие элемты более линейны, а какие менее). Враг №2 это фазоинвертор. фазоинвертор призван пустить пыль в глаза, должен позволить маленькой дешевой колоночке записать в паспорт 50… 40… 30, а что мелочится даже и 20 Гц по уровню -3дБ! Но к музыке нижний диапазон частот фазоинвертора перестает иметь отношение, точнее сказать сам фазоинвертор это дудочка, поющая свою собственную мелодию.»

Закрытый ящик – гроб для лишних низких

Классический вариант для многих производителей – обычный закрытый ящик, с выведенными на поверхность диффузорами динамиков. Такой тип акустики достаточно прост для расчетов, при этом КПД таких устройств не блещет. Также ящики не рекомендуют любителям характерно выраженных низких, так как в закрытой системе без дополнительных элементов, способных усилить низы (фазоинвертор, резонатор), спектр частот от 20 до 350 Гц выражен слабо.
Многие меломаны предпочитают закрытый тип, так как для него характерна относительно ровная АЧХ и реалистичная «честная» передача воспроизводимого музыкального материала. Большинство студийных мониторов создаются именно в этом акустическом оформлении.

Band-Pass (закрытый ящик-резонатор) – главное, чтобы не гудел

Band-Pass получил распространение при создании сабвуферов. В этом типе акустического оформления излучатель скрыт внутри корпуса, при этом внутренности ящика соединяются с внешней средой трубами фазоинверторов. Задача излучателя – возбуждение колебаний низкой частоты, амплитуда которых многократно возрастает благодаря трубам фазоинверторов.
При правильно рассчитанной конструкции такого типа, не должно возникать таких паразитных отзвуков как низкое гудение, гула и т.п., чем не редко грешат бюджетные системы этого типа.

Открытый корпус – без лишних стен

Сравнительно редкий сегодня тип акустического оформления, при котором задняя стенка корпуса многократно перфорирована, либо полностью отсутствует. Такой тип конструкции используется для того, чтобы снизить количество элементов корпуса, влияющих на частотную характеристику АС.
В открытом ящике наиболее существенное влияние на звук оказывает передняя стенка, что снижает вероятность искажений, вносимых остальными деталями корпуса. Вклад боковых стенок (если таковые присутствуют в конструкции), при их не большой ширине, минимален и составляет не более 1-2 Дб.

Рупорное оформление – проблемные чемпионы по громкости

Рупорное акустическое оформление чаще используется в комбинации с другими типами (в частности для оформления высокочастотных излучателей), однако, существуют и оригинальные на 100 % рупорные конструкции.
Главным достоинством рупорных АС является высокая громкость, при комбинации с чувствительными динамиками.
Большинство экспертов не без оснований скептически относятся к рупорной акустике, причин несколько:

• Конструктивная и технологическая сложность, а соответственно, высокие требования к сборке
• Почти невозможно создать рупорную АС с равномерной АЧХ (исключение – устройства стоимостью от 10 килобаксов и выше)
• В связи с тем, что рупор не резонирующая система, исправить АЧХ нельзя (минус для DIY –щиков вознамерившихся скопировать Hi-end рупор)
• В связи с особенностями формы волн рупорной акустики, объемность звучания достаточно низкая
• В подавляющем большинстве сравнительно низкий динамический диапазон
• Дает большое количество характерных призвуков (некоторыми аудиофилами считается достоинством).

Наиболее востребованными рупорные системы стали именно в среде аудиофилов, находящихся в поисках «божественного» звука. Тенденциозный подход позволил архаичному рупорному оформлению получить вторую жизнь, а современные производители смогли найти оригинальные решения (эффективные, но крайне дорогие) распространённых рупорных проблем.

На этом пока всё. Продолжение, как водится, следует, а «вскрытие» обязательно покажет…НА будущее анонсирую: излучатели, мощность/чувствительность/объём помещения.

Основные разновидности акустического оформления колонок

Основные разновидности акустического оформления колонок. Акустика открытого, закрытого и изобарического типов, а также вариантов оформления: с лабиринтом, фазоинвертором, пассивным излучателем и т. д. Акустические системы (колонки) – это последнее звено аудиосистемы, воспроизводящее звук путём преобразования электрического сигнала, поступающего с выхода УМЗЧ, в механические колебания излучателей, а следом и в звуковые колебания воздуха, воспринимаемые органами нашего слуха, а при высокой мощности — и остальными частями тела. Как ни крути, а акустическая система — это ящик, собранный из механически прочного материала с вмонтированными в него динамиками. Ящик может быть выполнен в соответствии с одной из многочисленных конструкций, определяющих тип акустического оформления системы. Рассмотрим основные разновидности этих конструкций: 1. Акустические системы открытого типа. Качалось бы, что может быть проще, чем отбросить от ящика заднюю стенку, либо вообще — выкинуть к едреней фене все стенки, а динамики смонтировать на простом деревянном щите? Именно из этой простой идеи, собственно говоря, и зародились первые акустические системы, называемые системами открытого типа. Несмотря на кажущуюся архаичность решения, подобные колонки выпускаются как промышленно, так и делаются на коленках адептов качественного аудиофильского звука. Объясняется такой интерес полным отсутствием какой-либо компрессии с тыловой стороны диффузоров динамиков. Результат — крайне открытое и воздушное звучание акустики и реальное удовольствие при прослушивании практически любых музыкальных жанров, исключая современные танцевальные, где на первый план выходит не натуральность звучания, а необходимость наличия мощных компрессионных басов. Помимо отсутствия жирных басов существенным недостатком открытой акустики является и крайне высокая цена промышленных изделий, и необходимость наличия большого помещения для правильной ориентации колонок по отношению к слушателю, а также возможности размещения их на изрядном расстоянии от стен. Частным случаем открытых систем является акустика, построенная на электростатических излучателях, в которых вместо традиционных динамиков применяется натянутая во всю высоту акустической системы тончайшая плёнка из токопроводящего материала. За счёт малого веса излучателя подобные системы обладают рядом достоинств, основными из которых являются: повышенная детальность и звукопередачи, а также филигранная способность отрабатывать даже самые резкие динамические перепады. Недостатком опять-таки является некоторая недостача низких частот. Падение звукового давления при снижении частоты ниже значения резонансной частоты подвижной системы АС открытого типа составляет 12 дБ/окт. 2. Акустические системы закрытого типа (закрытый ящик). Рассчитать и «сколотить» полностью закрытый и герметичный ящик — дело также не сильно мудрёное и трудозатратное. Как не странно, промышленный выпуск систем закрытого типа начался не только позже появления на свет акустики открытого типа, но также и позже распространения акустических систем с фазоинвертором на борту. Произошло это событие сразу после начала выпуска усилителей достаточной мощности и динамиков с низкой упругостью подвеса. Замкнутый объём воздуха внутри корпуса обладает некоторой упругостью, которая мешает свободному передвижению диффузора динамика и приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы, что в свою очередь резко ухудшает воспроизведения частот ниже данного (резонансного) порога. Лечится это либо увеличением внутреннего объёма изделия, либо повышением массы диффузора (для уменьшения частоты механического резонанса), что приводит к почти пропорциональному снижению чувствительности. К неоспоримым достоинствам закрытой акустики можно отнести полное отсутствие каких-либо призвуков и фазовых огрехов, свойственных фазоинверторной акустике и акустическим лабиринтам. К недостаткам — либо довольно недетский размер колонок, либо отсутствие сверхглубоких басов при ограниченном объёме изделия. Падение звукового давления данного типа АС при снижении частоты ниже значения резонансной частоты подвижной системы составляет 12 дБ/окт. 3. Панель акустического сопротивления. Давно известная, но изрядно подзабытая панель акустического сопротивления (ПАС) несёт в себе достоинства как открытых, так и закрытых акустических систем, сочетая естественность звучания (без фазовых и переходных искажений) с простотой исполнения. Панель представляет собой множество отверстий 5…20 мм в диаметре на задней стенке корпуса громкоговорителя. Суммарная площадь отверстий — около 60…80% от эффективной площади диффузора НЧ динамика. Поверх отверстий туго натягивается и приклеивается хлопчатобумажная (либо какая-либо ещё) ткань в один или два слоя. Недостатком ПАС является спад звукового давления в области низких частот. Однако он не так велик, как у акустической системы закрытого типа и легко устраняется незначительным повышением мощностей усилителя и НЧ головки. К сожалению, не существует чёткой теории по расчёту оптимальных параметров акустической системы с панелью ПАС, а в большинстве литературных источников говорится о необходимости экспериментального подбора всех параметров. Думаю, именно этот фактор обусловил в последнее время малое количество промышленных изделий с акустической панелью, оставив широкое поле для экспериментов пытливому радиолюбительскому сообществу. Падение звукового давления АС при снижении частоты ниже значения резонансной частоты подвижной системы составляет 12 дБ/окт. 4. Акустические системы с фазоинвертором. Фазоинвертор — это очередной способ обуздать избыток внутреннего давления внутри корпуса громкоговорителя и пустить его на благо увеличения отдачи на самых низких частотах. По своей сути фазоинвертор — это труба, выведенная концом наружу и уходящая внутрь корпуса колонки. Как и положено любой трубе, у неё есть собственная резонансная частота, зависящая от её геометрических размеров. Поэтому, когда динамик воспроизводит частоту на которую настроен фазоинвертор, объём воздуха в трубе резонирует, что приводит к весомому усилению воспроизведения этой частоты. Естественным образом, для корректной работы подобной системы частоту резонанса трубы следует выбирать ниже резонансной частоты НЧ динамика в ящике. Насколько ниже? В 1,5…1,6 раза. Труба фазоинвертора может выходить: на лицевую панель, на заднюю или боковую панели. Однако, в наиболее дорогих и качественных акустических системах она, как правило, расположена именно с тыльной стороны конструкции. Несмотря на популярность данного типа изделий, фазоинверторная акустика всегда проигрывает как закрытому, так и открытому ящику с точки зрения динамических параметров (скорости отработки быстрых сигналов), а также фазовых характеристик, обуславливающих детальность и чистоту звукопередачи. Собственно говоря, плюс у фазоинверторных акустических систем всего один — повышенная отдача на низких частотах и возможность воспроизведения самых глубоких басов при относительной простоте и дешевизне конструкции. Падение звукового давления данного типа АС при снижении частоты ниже значения резонансной частоты настройки фазоинвертора составляет 24 дБ/окт. 5. Акустические системы бандпасс или полосовой громкоговоритель. Бандпасс или полосовой сабвуфер — это акустически нагруженное оформление, представляющее собой фазоинверторный ящик, разделённый внутри дополнительной стенкой (перегородкой) на две разные по объёму камеры. Динамик размещается на перегородке между камерами, т.е. закопан внутри корпуса, что с одной стороны хорошо, так как исключает риск его повреждения, с другой — не являясь системой прямого излучения, АС имеет сложную зависимость параметров от взаимного влияния всех конструктивных элементов, что обуславливает повышенные требования к расчёту и тщательности изготовления акустики. Акустические системы бандпасс не являются системами прямого излучения. В зависимости от конструкции и количества фазоинверторов существует 3 вида бандпассов: 4-го порядка (см. рисунок слева), 6-го порядка тип-а (рисунок посередине), 6-го порядка тип-б (рисунок справа). КПД и способность эффективно воспроизводить самые низкие частоты у бандпасса значительно выше, чем у классического фазоинвертора. Однако, такие досадные мелочи, как узкополосность и весьма посредственное качество воспроизведения ограничивают область применения данного типа акустического оформления главным образом сабвуферными устройствами, используемыми в автотранспортном хозяйстве. А разрекламированная фишка о том, что байпас сам по себе является резонансным устройством высокого порядка и не нуждается в традиционных ФНЧ — носит весьма сомнительный характер и не заслуживает какого-либо серьёзного доверия. С точки зрения КПД на низких частотах, бандпасс 4-го порядка является самым эффективным, однако при этом и самым узкополосным среди остальных видов подобных устройств. Устройства 6-го порядка за счёт наличия двух фазоинверторов, настроенных на разные частоты, имеют более широкую полосу воспроизводимых частот, но, соответственно, и более низкий КПД. 6. Акустические системы с пассивным излучателем. Системы с пассивным излучателем являются одной из разновидностей акустики фазоинверторного типа и призваны обеспечить глубокое воспроизведение низких частот без чрезмерного увеличения размеров изделия. Смысл конструкции заключается в установке в закрытом ящике дополнительного низкочастотного динамика, у которого полностью отсутствует магнитная система. Т.е. он состоит только из диффузора, подвеса и рамы и, при этом — никуда не подключается. Пассивный излучатель приводится в движение колебаниями воздуха внутри акустической системы, которые порождаются обратной стороной активных НЧ динамиков и, по сути, является аналогом резонансной системы, образованной трубой фазоинвертора. Обычно пассивный излучатель выбирается из соображений величины собственной резонансной частоты — несколько меньшей, чем у активного динамика. Поэтому он должен иметь либо больший диаметр, либо большую массу своей подвижной системы. Достоинствами пассивного излучателя являются глубокий бас вплоть до самых низких частот и отсутствие посторонних призвуков свойственных некоторым не слишком удачно выполненным фазоинверторным решениям. 7. Акустические системы с лабиринтом. Воспроизводящие системы с акустическим лабиринтом можно встретить не так уж часто и только в изделиях довольно серьёзного ценового уровня. Причина проста и лежит на поверхности — сложность конструкции, а также её расчёта и настройки. Хотя, на первый взгляд, всё кажется значительно проще, чем есть на самом деле. Звуковая волна, исходящая из тыльной части НЧ динамика, проходит через акустический лабиринт (волновод), протяжённостью в половину длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы, и выходит из него уже в одной фазе с волной, излучаемой лицевой поверхностью динамика. Конструкция настраивается исходя из нижней границы частотного диапазона АС. Для минимизации массогабаритов и стоимости изделия часто протяжённость лабиринта рассчитывается, не исходя из половины длины волны, а исходя из четверти. Это несколько ухудшает свойства акустики, но всё же оставляет их предпочтительными по сравнению с фазоинверторными изделиями. От фазоинвертора лабиринт отличается менее «резонансным» звучанием, кроме того, в данном случае динамик свободен от компрессии, повышающей резонансную частоту, т.к. его тыловое излучение встречает минимальное количество препятствий. Всё это звучит весьма красиво, однако при малейших просчётах в разработке или изготовлении — в длинном и сложном по форме волноводе с большой вероятностью могут возникнуть стоячие волны со сложной структурой резонансов, что сведёт на нет все преимущества акустического лабиринта. 8. Рупорные акустические системы. Наиболее востребованными рупорные системы стали в среде аудиофилов, находящихся в непрерывных поисках «божественного» звука. Рупорное акустическое оформление чаще используется в комбинации с другими типами (чаще для оформления высокочастотных излучателей), однако, существуют и широкополосные, полностью рупорные конструкции. В качестве аналога рупорной акустической системы рассмотрим боцмана, нарушающего тишину посредством жестяного рупорного матюгальника. Что тут можно заметить? При участии матюгальника была достигнута значительная громкость, повысившая КПД орущего, а также сформирована чёткая направленность его излучения. К тому же, благодаря свойству рупора повышать сопротивление воздушной среды — достигается лучшее согласование этой среды с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика. Итак, из плюсов рупорных акустических систем: высокая чувствительность и, соответственно, КПД, приличное музыкальное разрешение, направленные свойства. Из минусов: конструктивная и технологическая сложность, своеобразное звучание, считающееся некоторыми аудиофилами достоинством, значительные размеры низкочастотных рупоров, ограничивающие целесообразность их использования концертными площадками и стадионами. 9. Акустические системы изобарического типа. Акустическая система изобарического типа – ещё одна разновидность низкочастотного оформления, призванная обеспечить достойное воспроизведение басов в корпусе ограниченного объёма. Конструктивно ящик изобарической акустики разделён герметичной перегородкой на две (не всегда равные) части, в каждую из которых установлено по одному НЧ динамику так, что между ними находится постоянный неизменный объём воздуха. На оба динамика одновременно подаётся один и тот же сигнал. Другими словами — их можно включить параллельно, либо последовательно, либо подключить каждый из них к отдельному усилителю. При подобном включении излучателей нагрузка на тыльную сторону диффузора внешнего динамика будет компенсироваться аналогичными колебаниями внешней стороны диффузора динамика внутреннего. Результат — удвоение (вернее — почти удвоение) мощности акустического излучения при неизменном объёме корпуса АС. А если задуматься о том, что каждая одиночная головка в пределах допускаемых отклонений имеет свою, обусловленную технологией производства, неравномерность АЧХ, и частоты пиков и провалов на каждой из них не совпадают, то очевидно, что, благодаря взаимному демпфированию излучателей, суммарная АЧХ окажется значительно более гладкой. 10. Акустические системы со сдвоенными головками. На самом деле, вся эта изобарика, описанная выше — не более чем красивое рекламное название давным-давно известного типа акустических систем со сдвоенными головками. Причём изначально сдвоенные головки располагались на одной панели, диффузорами навстречу друг к другу и, помимо всех преимуществ акустики изобарического типа, имели ещё одно существенное достоинство — меньшие по сравнению с одиночным излучателем нелинейные искажения. Нелинейные искажения уменьшаются из-за того, что при данном (встречном) соединении динамиков сдвоенная головка представляет собой сугубо симметричную электромеханическую систему. По этой причине — сопротивление воздушной среды с её обеих сторон практически одинаково, различия гибкости подвеса при движении диффузора вперёд и назад отсутствует. Наконец, асимметрия распределения магнитной индукции в зазоре магнитной системы, отрицательно влияющая на уровень второй гармоники, в сдвоенной головке при встречном расположении не проявляется. Естественным образом, подключать головки к усилителю следует противофазно. Исходя из сказанного, можно сделать вывод — данный тип акустики, с точки зрения качества звука, является более предпочтительным по отношению к системе изобарического типа. 11. Акустические системы смешанного типа. Здесь всё просто как ситцевые трусы! Акустические системы смешанного типа — это АС, в которых для различных частотных поддиапазонов используются и разные типы акустического оформления. Казалось бы, на этом можно поставить точку, однако есть ещё в природе изделия, которые вызывают изумление не только за счёт космических цен, но и в связи с неземным совершенством оных. К числу таких относится обновлённая версия ВТОРЫХ (!!!) сверху в иерархии акустических систем американской фирмы Nola — Concert Grand Reference Gold 2 (см. фото). Приведу краткое описание колонок: Традиционно для акустики фирмы ВЧ-СЧ секция выполнена в открытом оформлении. Высокие частоты озвучивает ленточный излучатель длиной 12 дюймов, работающий от 1000 Гц, а на участке свыше 10000 Гц ему помогает небольшой ленточный супертвитер. Набор среднечастотных динамиков в каждой колонке включает четыре драйвера с магнитами Alnico, которые закрывают диапазон от 400 до 1000 Гц. Затем в работу включаются четыре небольших басовика с диффузорами из сплава магния и медными фазовыравнивающими кернами, они также имеют магнитную систему из сплава алюминия, никеля и кобальта. Область ниже 40 Гц поручена двум 12-ти дюймовым вуферам, каждый из которых работает на свой собственный объем с фазоинвертором. Вместе все динамики сводятся фирменным пятиполосным разделительным фильтром UnisonTM, собранным на шести отдельных платах. Чувствительность систем составляет 91 дБ, номинальное сопротивление – 8 Ом, вес – 125 килограммов каждая. Розничная цена Nola Concert Grand Reference Gold 2 в США заявлена на уровне 240 000 долларов за пару.

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.

Как выбрать колонки (2018) | Колонки | Блог

Вряд ли кому нужно объяснять, зачем нужны колонки. «Дать голос» компьютеру, послушать музыку со смартфона или портативного плеера, улучшить звучание аудиосистемы, портативного плеера или телевизора – со всеми этими задачами справятся колонки.

Большинство колонок универсальны – общепринятый стандарт позволяет смело подключать одни и те же колонки, как к звуковой плате компьютера, так и к выходу плеера или телевизора. Но условия эксплуатации у них все же разные, поэтому, в зависимости от области применения, колонки принято делить на несколько видов.

Мобильные колонки с питанием от USB-порта обычно используются для подключения к ноутбуку или планшету. Такие колонки не отличаются качеством звука, но если громкости штатной аудиосистемы устройства не хватает, их приобретение может решить проблему. Основное их достоинство – низкая цена. Если же вы готовы доплатить за приличный звук, обратите внимание на портативные колонки – они могут предоставить более качественный звук при сохранении мобильности.

Колонки для офисного компьютера также не блистают характеристиками. Звук для офисного компьютера зачастую вообще считается излишеством, так что если работодатель все же решает снабдить рабочие компьютеры колонками, то в приоритете обычно оказываются невысокая цена и малые габариты. Сабвуфера у таких колонок нет.

К колонкам для игрового или домашнего компьютера требования уже повыше. Здесь не редкость наличие сабвуфера и дополнительных динамиков для создания объемного звучания.

Колонки для hi-fi плеера или домашнего кинотеатра содержат несколько сателлитов для обеспечения объемного звучания, имеют большую мощность и широкий частотный диапазон. Разумеется, цена у них также немаленькая.

Характеристики колонок

Формат системы обозначается в виде Х.Y, где Х – количество сателлитов (колонок), Y – наличие низкочастотной колонки (сабвуфера).

1.0 – одна колонка, обеспечивающая монофоническое звучание.

2.0 – две колонки, обеспечивающие стереофоническое звучание.

2.1 – две колонки+сабвуфер – недорогой игровой и музыкальный вариант. Человек плохо определяет направление на источник низкочастотного звука, поэтому сабвуфер в акустических системах всегда один.

5.1 – две фронтальные+две тыльные+центральная+сабвуфер – полный вариант системы для домашнего кинотеатра. Такая система не только создаст эффект присутствия при просмотре фильмов, но и может значительно улучшить звуковую картину некоторых компьютерных игр, поддерживающих объемный звук.

Общая выходная мощность определяет максимальную громкость портативной аудиосистемы. Однако зависимость здесь не прямая и для оценки громкости системы лучше сравнивать мощность фронтальных колонок:

До 10 Вт на колонку подходит только для аудиосистем, расположенных в непосредственной близости от слушателя – для компьютерных, например.

10-20 Вт на колонку способны создать звук приемлемой громкости в пределах небольшого помещения

20-40 Вт на колонку – оптимальная мощность фронтальных колонок домашних кинотеатров, расположенных в помещениях среднего размера.

Системы с мощностью фронтальных колонок от 40 Вт можно устанавливать в больших помещениях.

Мощность сабвуфера для его звучания на такой же громкости, как и у фронтальных колонок, должна быть примерно вдвое большей. Т.е. если фронтальные колонки имеют мощность 25 Вт, то сабвуфер должен иметь мощность около 45-55 Вт, иначе на повышенной громкости басы будут «проседать».

Минимальная и максимальная воспроизводимые частоты во многом определяют качество звука аудиосистемы.

Человеческое ухо слышит звуки частотой от 20 до 20000 Гц. Соответственно, чем ближе минимальная частота колонок к 20, а максимальная – к 20000, тем полнее будет звук аудиосистемы. К сожалению, полного охвата диапазона 20-20000 Гц недостаточно, чтобы гарантировать качественное звучание на любой частоте внутри этого диапазона. Никакой одиночный динамик не может обеспечить одинаково громкое звучание во всем этом диапазоне — какие-то частоты он будет воспроизводить лучше, какие-то – хуже.

Установка нескольких динамиков, каждый из которых «отвечает» за отдельную полосу (диапазон частот) позволяет обеспечить отсутствие «провалов» в воспроизводимом диапазоне частот.

Это не означает, что чем больше полос — тем лучше, и что любая трехполосная колонка по умолчанию лучше любой двухполосной. Многое зависит от качества динамиков и от их частотных характеристик: двухполосная колонка с большим НЧ и качественным СЧ-ВЧ динамиками обеспечит лучший звук, чем формально «трехполосная» колонка с тремя одинаковыми динамиками. Обязательно ли НЧ динамик должен быть большим? Грубо говоря, да. Громкость определяется звуковым давлением, а чем меньше частота, тем больший объем воздуха должен «сдвинуть» диффузор динамика для создания одного и того же звукового давления. Для этого диффузор должен быть большим и/или иметь большой ход (что также проще реализовать на крупных динамиках). Поэтому хороший НЧ-динамик будет иметь приличный размер — минимум 13, редко 10 см.

Проводное соединение пока остается наиболее надежным и помехозащищенным способом передачи звука. Но многое также зависит от типа проводного соединения – качество звука и его характеристики для одних и тех же колонок могут сильно отличаться при подключении их по разным разъемам.

3.5 jack («джек», TRS, TRRS) – самый распространенный стандарт разъемов для подключения аудиосистем. Таким разъемом оснащено большинство смартфонов, плееров, ноутбуков, планшетов и компьютеров. Однако, одиночный 3,5 jack способен передавать в лучшем случае 2 канала (стереозвук), объемный звук по такому разъему не передается. Обратите на это внимание при подключении колонок формата 5.1 – для объемного звука должны быть задействованы все 6 каналов.

RCA (phono, «тюльпаны») часто используются для передачи аналогового звука в модульных аудиосистемах. При этом один разъем соответствует одному каналу, соответственно, для передачи стереозвука используется пара разъемов RCA, а для передачи объемного звука – 6 разъемов.

XLR широко применяется в профессиональной аппаратуре благодаря хорошему контакту и надежному соединению. Часто используются для передачи балансного сигнала, обеспечивающего высокий уровень защиты от помех за счет дублирования сигнала по двум проводам, причем по второму аудиосигнал передается в противофазе. В колонках аудиосигнал в противофазе вычитается из основного, при этом наведенная помеха (поскольку она идет в одной фазе на обоих сигналах) пропадает, а полезный сигнал усиливается.

Приведенные выше разъемы обеспечивают передачу аналогового звука, но многие современные колонки снабжаются также разъемами для подключения цифровых источников звука с помощью разъемов S/PDIF или USB. Однако, при подключении с помощью таких разъемов звук необходимо преобразовать из цифрового в аналоговый, и характеристики цифро-аналогового преобразователя колонок могут сильно повлиять на качество звука.

S/PDIF coaxial – коаксиальный разъем цифрового стандарта S/PDIF, внешне отличающийся от аналогового RCA только цветом (и то не всегда). Соответственно, для соединения по этому стандарту даже можно использовать обычные RCA-кабели, но только небольшой длины (до 50 см). На большие расстояния следует использовать коаксиальный 75 Омный кабель. Возможна передача многоканального звука.

S/PDIF optical (Toslink) – оптический разъем цифрового стандарта S/PDIF.

Многие современные AV-ресиверы, телевизоры и плееры оснащены обоими разъемами – и цифровым и коаксиальным. К какому из них подключать колонки – особой разницы нет, на параметры сигнала это не влияет. Следует только отметить, что оптический кабель более устойчив к электромагнитным помехам, зато сложнее в прокладке – «боится» деформаций и не допускает изгиба малым радиусом.

USB — разъем для передачи цифровых данных самого широкого профиля, может применяться и для передачи аудиосигнала в цифровом виде. Обычно USB для этой цели используется на колонках, подключаемых к компьютеру; при этом параметры цифро-аналогового преобразователя (частота дискретизации, разрядность) у разных моделей могут сильно различаться. Недорогие USB-колонки часто комплектуются медлительным низкоразрядным ЦАП, что сильно ухудшает качество звука по сравнению с тем, который можно получить, подключив эти же колонки с помощью аналогового разъема. При выборе USB-колонок обратите внимание на то, что многие модели по этому разъему получают только питание, а звук идет по отдельному кабелю с разъемом jack 3.5.

Беспроводные технологии заметно облегчают подключение устройств, и колонки не являются исключением – не нужно озадачиваться подбором кабелей и совместимостью разъемов. Но беспроводные подключения также могут повлиять на качество звука не лучшим образом.

Bluetooth в качестве протокола передачи звука в настоящее время практически избавился от детских болезней: высокая скорость последних версий Bluetooth способна обеспечить CD-качество звука даже на устройствах без поддержки AptX (оптимизированного под Bluetooth кодека, призванного обеспечить приемлемое качество звука на беспроводных колонках и наушниках). Но с проигрыванием lossless-аудио колонки, подключенные по Bluetooth, могут уже не справиться.

NFC отличается максимальной простотой сопряжения устройств – для подключения колонок к смартфону или другому источнику звука с NFC их достаточно просто поднести друг к другу. Увы, невысокая максимальная скорость передачи по протоколу NFC не позволит обеспечить качества звука, сравнимого хотя бы с CD.

Материал корпуса колонок и сабвуфера также оказывает влияние на качество звука. Так как основное назначение корпуса – экранировать «ненужный» звук, идущий с тыльной стороны динамиков, то чем выше звукоизолирующие характеристики материала, тем лучше он подходит для корпуса колонок.

МДФ, благодаря высокой плотности и слабым резонансным качествам хорошо подходит для корпусов колонок.

Пластик глушит звук хуже, и хотя некоторые производители используют в корпусах специальный многослойный материал, корпуса из обычного пластика с не самыми лучшими показателями встречаются в разы чаще. Если вам важно качество звука, желательно, чтобы хотя бы корпус сабвуфера был не пластиковый – низкочастотный звук заглушить сложнее, а тонкий пластик под его воздействием может еще и начать резонировать, что сильно ухудшит басы.

Акустическое оформление корпуса также решает проблему «ненужного» звука с тыльной стороны динамика. Этот звук генерируется в противофазе основному, и (при отсутствии корпуса), накладывается на основной и ослабляет его.

Герметичный корпус – самый простой из видов корпусов. В нем звук за динамиком просто глушится, для чего внутренности корпуса часто оббиты звукопоглощающим материалом. При этом в герметичном корпусе за динамиком создается воздушная подушка, сглаживающая резкие движения диффузора и помогающая выдерживать большую мощность. Недостатком такого корпуса является то, что немаленькая часть мощности уходит «вхолостую»: звук за диффузором просто глушится, поэтому при одинаковой мощности колонки в герметичных корпусах звучат тише.

В фазоинверторном корпусе звук с задней стороны динамика не глушится, а выходит через трубу фазоинвертора. При этом звуковая волна с задней стороны диффузора доходит до отверстия в той же фазе, что и основная – с передней стороны. Звук усиливается, мощность используется эффективнее. Длина волны зависит от частоты, поэтому эффект фазоинвертора проявляется в небольшом диапазоне частот — и обычно это низкие частоты. Таким образом, наличие фазонвертора позволяет немного расширить «вниз» частотный диапазон колонок.

Наличие FM-тюнера, интерфейса USB Type A (для флэшки) и поддержка карт памяти расширяют функционал колонок, по возможностям приближая их к самостоятельным аудиосистемам. Но равнять такие колонки с аудиосистемами все же не стоит: эти опции часто реализуются «по минимуму»: колонка может не проигрывать некоторые форматы аудиофайлов, не поддерживать накопители больше некоторого объема, некорректно работать с треками, разложенными по папкам и т.д.

Варианты выбора колонок

Если вам нужны недорогие мобильные колонки для ноутбука или планшета, выбирайте модель с питанием от USB. Только не стоит ждать от таких колонок выдающейся громкости и высокого качества звука.

Если вы занимаетесь студийной записью и хотите как-то контролировать записываемый звук, то вам не обойтись без студийного аудиомонитора – колонки с «идеальными» характеристиками, максимально точно передающей записываемый звук.

Для офисного компьютера будет вполне достаточно [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a8a58c16404e77/kolonki/?p=4&i=1&mode=list&f=26k&f=fem2-ffbo]колонок формата 2.0 с подключением через USB или jack 3.5.

Для домашнего компьютера лучше предусмотреть наличие сабвуфера и выбирать среди [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a8a58c16404e77/kolonki/?p=1&i=1&mode=list&f=26l&f=fem2-ffbo]колонок формата 2.1.

Если вы хотите в полной мере ощутить эффект присутствия, выбирайте [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a8a58c16404e77/kolonki/?p=1&i=1&mode=list&f=26m]колонки формата 5.1 и прочувствуйте все богатство и выразительность объемного звука. Но убедитесь, что устройство, к которому вы будете подключать колонки, поддерживает технологию объемного звука и имеет те же разъемы, что и выбранные колонки

Чтобы иметь возможность прослушать музыку со смартфона, не возясь с проводами и разъемами, выбирайте среди моделей с поддержкой Bluetooth.

[url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a8a58c16404e77/kolonki/?order=1&stock=2&f=ajng-ajnf-4oej9-ajne&f=3fpyg]Колонки с поддержкой флэшек и карт памяти могут проигрывать музыку с этих накопителей без подключения каких-то дополнительных устройств.

Если вы уверены, что настоящая музыка должна звучать громко, выбирайте среди мощных колонок – и наводите ужас на соседей.

История и виды динамиков | Мы рассказываем о гитарах

Стандартный динамический громкоговоритель, который мы знаем сегодня, был разработан в 1920-х годах и использует магнитное поле для перемещения катушки или магнита, который соединен с диафрагмой. Конечно есть и другие виды динамиков, которые зависят от типа устройств усилиения, помимо стандартных круглых динамиков, в этой статье мы рассмотрим немного основных типов: рупорные(рожковые), пьезоэлектрические, магнитострикционные динамики, электростатические, ленточные и плоские магнитные колонки, волновые, плоские панельные колонки, «преобразователи воздушного движения», плазменные динамики, и цифровые колонки.

1. Рожковые (рупорные) динамики

Данные динамики были самой первой формой для усиления звука. Им не нужно электричество для усилиения. Данные динамики использовали в своих конструкциях например: Томас Эдисон, Magnavox, и Victrola. Период их использования примерно 1880 по 1920.

Основной их недостаток в том, что они не могут качественнои мощно производить усиление.В будующем их полностью вытеснят динамики и устройства основанные на электричестве. Сегодня они интересны лишь в качестве экспоната для коллекционеров, правда есть современные разработки, которые полностью или частично используют принципы рупорных динамиков.

2. Электродинамические (современные) динамики        

 Что такое электродинамический динамик? Это устройство, которое использует электромагнитную катушку и диафрагму для создания звука. Это наиболее распространенный тип динамиков в современном мире.

Как это работает?

Современный динамик использует электромагнит, чтобы преобразовывать электрические сигналы разной силы в движение диффузора. Катушка из медной проволоки движется в магнитном поле. Это работает используя принцип индукции. Катушка подключена к конусу из картона, бумаги, винила или другого материала. Конус диафрагмы вибрирует вместе с электромагнитной катушкой. Звук создается и усиливается непосредственно самой диафрагмой. Особенность данных динамиков заключается в том, что каждый тип динамиков производится для определенного диапазона частот, т.к это зависит от типа магнитов, материала и предназначения динамиков.

Немного о звуке:

Звук является одной из форм энергии, проходящий через газ или жидкую среду.  Есть два основных параметра для измерения звука: частота и уровень громкости (децибелы). Частота несет ответственность за качество звука в динамике,  децибелы за громкость звука.

Люди могут слышать звук частотой с 20 — 20.000 Гц. Герц является количеством циклов в секунду. Звук представляет собой волну в диапазоне от 0 уровня энергии до бесконечности.

Если посмотретьт на музыку , то любая нота не звучит на постоянной частоте , это звуковая волна, которая достигает максимума, для ноты До диез 1 октавы например каждые 277-278 раз в секунду.Частотный спектр воспринимаемый человеком (примерно) от 20Hz до20 kHz,
наибольшая чувствительность в диапазоне от 2 до 4 KHz.
Динамический диапазон (от самых тихих воспринимаемых звуков до самых громких) около 96 dB (более чем 1 к 30000 по линейной шкале).
Общеизвестно, что человек в состоянии различить изменение частоты на 0.3% на частоте порядка 1kHz.
Если два сигнала различаются менее чем на 1дб по амплитуде – они трудноразличимы. Разрешение по амплитуде зависит от частоты и наибольшая чувствительность наблюдается в диапазоне от 2 до 4 KHz.
Пространственное разрешение (способность к локализации источника звука) – до 1 градуса у человека.
Звуки различной частоты распространяются в воздухе с разной скоростью. В результате высокочастотная часть спектра от источника находящегося на удалении от слушателя несколько запаздывает.
Человек не в состоянии заметить внезапное исчезновение высоких частот, если оно не превышает порядка 2ms.
Некоторые исследования показывают, что человек в состоянии ощущать частоты выше 20kHz. С возрастом частотный диапазон сужается.

Для человеческой речи частотный спектр, несущий информацию: от 500 Hz до 2 kHz
Низкие частоты в нашей речи это басы и гласные, высокие частоты – согласные.
Так как нейрон может возбуждаться не чаще чем 500 раз в секунду, то для получения информации о более высоких частотах слуховой аппарат человека прибегает к некоторым «ухищрениям»: на частотах до 500 Hz — колебания непосредственно переходят в нервные импульсы.
Примерно до 1.5кГц проблема решается подключением одновременно до 3 нейронов к одному нервному окончанию. Нейроны в данном случае возбуждаются последовательно, один за другим и, соответственно, помогают улучшить частотное разрешение в 3 раза.
На более высоких частотах регистрируется лишь амплитуда сигнала.
Таким образом бинауральный слух, играющий большую роль в локализации источника звука, лучше всего развит на частотах меньших 1.5кГц. Выше этой частоты источником информации о местоположении служит лишь разница амплитуд сигнала для левого и правого уха.

Основные этапы развития  современных динамиков:

1861 — самый простой тип электронных громкоговорителей был разработан Johann Philipp Reis — учитель в городе Friedrichsdorf, Германия. Динамик был способен грубо очень «грубо» воспроизводить звук. Это был первый опыт использования электродинамического громкоговорителя.

1876 ​​- Александр Грэм Белл также делает опыты с созданием динамика, основываясь на работе Рейса.

1877 — идея электромагнитной катушки для использования в  динамиках осуществленная Вернером фон Сименсом, он использовал её для преобразования входных сигналов постоянного тока телеграфа. У него небыло решения для  усиления звука, но он предположил, что это в конечном счете может быть сделано в ближайшем будующем.

1877-1921 — Различные изобретатели и инженеры работают с идеей электродинамических громкоговорителей, но пока получается создать только грубые, искаженные звуки. Промышленность продолжала выпусать рупорные динамики.

C.W. Rice из  General Electric и E.W. Kellogg из AT&T вместе работали в Скенектади, Нью-Йорк, над улучшением электромагнитных динамиков и первой электрической системой усиления. Они создали рабочий прототип в 1921 году. Райс и Келлог смогли решить окончательно все проблемы, которые привели их к хорошиму, четкому звуку. Предыдущие попытки сделать громкоговоритель давали плохое, неприемлемое, приглушенное звучание. Этот приглушенный звук не был достаточно хорош, чтобы конкурировать с звуком рупорного динамика, который был хорошо известен на рынке. Райс и Келлог смогли в полной мере понять что необходимо для воспроизведения всех частот, необходимых для создания точного звука. Их прототип обладал достаточно большим динамическим диапазоном частот, чтобы быть лучше, чем диапазон рупорного динамика, обладая при этом возможностью значительно увеличить громкость. В 1925 году они подали на патенты и выступил с речью в Сент-Луисе на конференции  AIEE(American Institute of Electrical Engineers). После нескольких лет работы они усовершенствовали его как первый коммерческий продукт в своем роде и назвали громкоговоритель Радиола № 104. Она продавалась в 1926 году за $ 250 (около $ 3000 сегодня). Динамик продавался под брендом RCA.

Электродинамические громкоговорители сейчас производятся под несколько задач и делятся на основные категории:

Пищалки (Tweeter) — 2 кГц — 20 кГц, используются для производства всей верхней линейки высоких частот.Большинство  пищалок сделаны по принципу электродинамических громкоговорителей, однако есть пьезоэлектрические, электростатические и плазменные высокочастотные динамиками.

Динамики средней частоты (Mid-range) — 300 — 5 кГц. Этот диапазон охватывает большую часть человеческого голоса вместе с большинством музыкальных инструментов.

Низкочастотный динамик (Woofer) — для частот 40 — 1 кГц.

Сабвуфер (Subwoofer) — 20 — 200 Гц. Очень низкие частоты. Человеческое ухо может слышать только до 20 Гц. низкочастотного диапазона. Это означает, что он может быть размещен в любом месте комнаты и быть услышанным из любой точки с тем же качеством звука. Сабвуферы также производят звуковые волны, которые проникают легко через стены. Шум от этого типа динамиков может даже проникнуть вертикально через 5 и более полов из бетона в жилых домах. Излишне говорить, легко попасть в неприятности с местными постановлениями шума. Сабвуферы были разработаны в 1960-х годах.

3. Плоские панельные колонки

Здесь выделяется NXT-технология.

NXT-панели – это один из вариантов исполнения плоско-панельных громкоговорителей. В основу легли разработки для военной промышленности, однако, основное применение подобные устройства нашли в потребительской электронике. Компании Parrot использует данную технологию в устройствах MINIKIT SLIM, MINIKIT CHIC и MINIKIT L.E.

Говоря об особенностях, выгодно отличающих систему, нам следует назвать те, которые важны при использовании устройства в ограниченном пространстве:

• практически безукоризненное излучение звука во всех направлениях;
• малая зависимость акустического давления при удалении от панели NXT. То есть качество звука не падает при перемещении пользователя.

В отличие от обычных громкоговорителей, NXT — это технология плоских панелей, где ее возбуждение осуществляется из одной точки с помощью подвижной катушки, пьезоэлемента или другого возбудителя. Привод NXT максимизирует резонансное поведение панели, например, благодаря выбору материала поверхности и определению места установки возбудителя.

Основная идея заключается в получении максимально случайного характера движения любых двух соседних точек поверхности панели относительно друг друга — и это основной прорыв NXT.

В очень жесткой панели системы NXT после возбуждения, основанного на обычном электродинамическом или электростатическом принципе, на всей ее поверхности происходят сложные вибрационные процессы. При этом резонансные свойства, связанные со структурой материала и точкой возбуждения, становятся более интенсивными, соседствующие элементы материала начинают произвольно вибрировать. Научное название этого явления — «режим распределенной вибрации». Постарайтесь себе представить трассу скоростного спуска, на которой бугры переходят в углубления и наоборот. Необходимо, чтобы структура вибраций во всем частотном диапазоне была бы как можно более сложной и плотной.

В отличие от обычных многополосных громкоговорителей, для воспроизведения всего звукового диапазона используется одна панель NXT, возбуждаемая при помощи одного-единственного преобразователя. При площади 0,6 кв. м нижняя граничная частота составляет 100 Гц, а верхняя 18 кГц. И отклонения частотной характеристики при этом имеют такой же порядок, как и у обычных громкоговорителей. При увеличении площади до 1,5 кв. м низкочастотная граница уменьшается до 60 Гц. Панели NXT могут работать при размерах от 25 кв. см до 100 кв. м! Самые маленькие могут быть использованы в системе мультимедиа совместно с ноутбуком, а самые большие в кинотеатрах, служа одновременно экраном. И при этом открывается совершенно безбрежное море применений от автомобильной акустики и портативных устройств (Parrot MINIKIT SLIM) до совершенно незаметной (для глаз, но отнюдь не малых размеров) встроенной акустики, имитирующей даже архитектурные фрагменты помещения.

У системы NXT практически не существует никакого ограничения мощности, хотя контролировать температуру преобразователей все же приходится. С другой стороны, сами панели одновременно играют роль охладителя. Более того, форму панели можно приспособить к подставке, на которую она будет поставлена. При этом не следует забывать о потерях энергии одной стороной панели. Субъективное впечатление от звучания панелей системы NXT можно охарактеризовать как прозрачное с детальным распознаванием и передачей кратковременных сигналов без искажений.

Панели NXT могут работать при размерах от 25 кв. см до 100 кв. м! Самые маленькие могут быть использованы в системе мультимедиа совместно с ноутбуком, а самые большие в кинотеатрах, служа одновременно экраном. И при этом открывается совершенно безбрежное море применений от автомобильной акустики в виде полки под задним стеклом до совершенно незаметной (для глаз, но отнюдь не малых размеров) встроенной акустики, имитирующей даже архитектурные фрагменты помещения. Говоря о параметрах, выгодно отличающих систему, следует назвать прежде всего практически безукоризненное излучение звука во всех направлениях, качество которого несколько снижается на низких частотах по сравнению с классическими диффузорными громкоговорителями. Кроме того, зависимость акустического давления при удалении от панели NXT значительно меньше. И если измеренное традиционными методами звуковое давление на расстоянии 1 метра у них на 4 дБ меньше, чем у среднего динамического громкоговорителя (за которое мы принимаем 90 дБ SPL), то при перемещении на 3,5 м для NXT оно уменьшится всего на 4 дБ против 11 для акустики с традиционными преобразователями источника сигнала. Так что при передвижении слушателя по помещению практически невозможно обнаружить никаких изменений ни частотного спектра, ни громкости. Во время демонстрации поворот панели на 90° или помещение за спину демонстрировавшего ее специалиста практически не влияли на качество воспроизведения. Благодаря микроскопическим перемещениям характер импеданса возбудителя для панели будет просто резистивным, что значительно облегчает работу усилителя.

У системы NXT практически не существует никакого ограничения мощности, хотя контролировать температуру преобразователей все же приходится. С другой стороны, сами панели одновременно играют роль охладителя. Более того форму панели можно приспособить к подставке, на которую она будет поставлена. При этом не следует забывать о потерях энергии одной стороной панели. Субъективное впечатление от звучания панелей системы NXT можно охарактеризовать как прозрачное с детальным распознаванием и передачей кратковременных сигналов без искажений. Что касается воспроизведения Hi-Fi, то к относительным недостаткам можно отнести некоторое ограничение полосы низких частот, а также утрату точной локализации. Эти недостатки вызваны так называемой «диффузностью» звукового поля, которая сама по себе недостатком не является, а для тыловой акустики домашнего театра ТНХ даже необходима, но тем не менее от нее можно будет избавиться в процессе совершенствования системы NXT.

4. Мембранные колонки

Принцип действия заключается в том, что используются магнитные поля для перемещения звуковоспроизводящего элемента (диафрагма). В таком динамике катушка монтируется непосредственно на диафрагму. Основное достоинстов таких динамиков это большая мощность, широкий диапазон воспроизводимых частот и компактные, особенно по толщине, размеры.

 

5.  Колонки на основе плазменной дуги

Плазма представляет собой ионизированный газ, или ток в газе. Плазма реагирует на электрические поля, поэтому вы можете включить электрический сигнал (звук)  в электрическое поле, которое манипулирует плазмой. У плазмы есть масса и она будет вибрировать создавая звук, это похоже на то, как в диафрагме движется воздух для получения звука. Такие динамики визуально довольно интересны, но ограниченны в качестве звука. Подобные разработки имеют проблемы с надежностью и поэтому пока остаются только в качестве концепта или устройств для любителей.

6.  Пьезоэлектрические колонки

Пьезоэлектрические динамики ограничены в частотной характеристике поэтому они используются только как твитеры (пищалки) в небольших электрических устройств, таких как часы, чтобы воспроизводить простые звуки. Такие динамики сделаны по твердотельной технологии, что делает их очень прочными, это отличное решение для использования в качестве микрофона под водой. В них звуковые волны создаются за счет изменения геометрии жесткого и упругого, чаще всего плоского, элемента, изготовленного, обычно, из пьезокерамики (типа титаната бария). Эти излучатели хорошо воспроизводят звуки на резонансных частотах и почти не воспроизводят на всех остальных.

7. Электростатические динамики

К высококачественным громкоговорителям класса High-End относятся электростатические громкоговорите­ли, ласково именуемые электростатами. Принцип дей­ствия их прост — притяжение плоской мембраны к наряженной пластине. Увы, для заметного проявления этого эффекта приходится использовать очень высокие напряжения — примерно до 10 кВ. Но и в этом случае эффект проявляется настолько слабо, что для получения приемлемой громкости звучания на низких частотах пло­щадь мембраны должна быть порядка 1 квадратного метра, а то и больше, что определяет большие габариты громкоговорителей. Отрадно, что хоть толщина их может быть малой — порядка 10—15 см. Разумеется, конструкто­рам приходится не забывать о мерах безопасности при работе со столь высоковольтными агрегатами.Фирма Sony — одна из немногих упорно ведущих разработку электростатов. Габа­риты колонок (1,5 метра в высоту и 0,8 метра в ширину), а также рабочее напряжение в 9 кВ говорят сами за себя. Зато колонки неплохо воспроизводят низкие частоты — для этого в них используются две мембраны размером 50×27 см. Мембраны поменьше служат для воспроизведе­ния средних и высоких частот. Электростаты не только громоздкие, но и очень дорогие излучатели. Вряд ли они представляют практический интерес для подавляющего большинства наших меломанов и любителей электроакустики. Так же, как и некото­рые типы излучателей, использующих особые физические эффекты, ведущие к генерации звуков, например, генера­цию звуковых колебаний плазмой. Однако картина меняется, если электростаты исполь­зовать только для воспроизведения средних и высоких частот, а почетную миссию воспроизведения низких частот оставить за хорошо апробированными динамическими громкоговорителями. По этому пути пошла и фирма Sony, применяющая ВЧ-электростаты в целом ряде своих музы­кальных центров. Диапазон эффективно воспроизводимых частот простирается от самых низких частот звукового диапазона до десятков килогерц (любопытно, что точные данные фирма пока не указывает). Все эксперты едино­душно сходятся на том, что эти системы дают особенно прозрачный и естественный звук, к качеству которого невозможно придраться.

 

 

.

 

 

Подробнее о +CubozoaRu

Разработка, изготовление уникальных, программируемых блоков питания для педалей эффектов гитар.

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.