→ → Параметры Тиля — Смолла: три карты акустики. Журнал "Автозвук". Динамики бывают разные Мидвуферы и вуферы

Параметры Тиля — Смолла: три карты акустики. Журнал "Автозвук". Динамики бывают разные Мидвуферы и вуферы

Вот решил сам написать статью, весьма важную для акустиков. В этой статье хочу описать способы измерения самых важных параметров динамических головок - параметры Тиля-Смолла.

Помните! Приведенная ниже методика действенна только для измерения параметров Тиля-Смолла динамиков с резонансными частотами ниже 100Гц (т.е. низкочастотных динамиков), на более высоких частотах погрешность возрастает.

Самыми основными параметрами Тиля-Смолла , по которым можно рассчитать и изготовить акустическое оформление (проще говоря - ящик) являются:

  • Резонансная частота динамика F s (Герц)
  • Эквивалентный объем V as (литров или кубических футов)
  • Полная добротность Q ts
  • Сопротивление постоянному току R e (Ом)

Для более серьезного подхода понадобится еще знать:

  • Механическую добротность Q ms
  • Электрическую добротность Q es
  • Площадь диффузора S d (м 2) или его диаметр Dia (см)
  • Чувствительность SPL (dB)
  • Индуктивность L e (Генри)
  • Импеданс Z (Ом)
  • Пиковую мощность P e (Ватт)
  • Массу подвижной системы M ms (г)
  • Относительную жесткость (механическая гибкость) C ms (метров/ньютон)
  • Механическое сопротивление R ms (кг/сек)
  • Двигательную мощность (произведение индукции в магнитном зазоре на длину провода звуковой катушки) BL (Тесла*м)

Большинство этих параметров может быть измерено или рассчитано в домашних условиях с помощью не особо сложных измерительных приборов и компьютера или калькулятора, умеющего извлекать корни и возводить в степень. Для еще более серьезного подхода к проектированию акустического оформления и учета характеристик динамиков рекомендую читать более серьезную литературу. Автор этого "труда" не претендует на особые знания в области теории, а все тут изложенное является компиляцией из различных источников - как иностранных, так и российских.

Измерение параметров Тиля-Смолла R e , F s , F c , Q es , Q ms , Q ts , Q tc , V as , C ms , S d , M ms .

Для проведения измерений этих параметров вам понадобится следующее оборудование:

  1. Вольтметр
  2. Генератор сигналов звуковой частоты. Подойдут программы-генераторы, которые генерируют необходимые частоты. Типа Marchand Function Generator или NCH tone generator . Так как дома не всегда можно найти частотомер, можно вполне доверится этим программам и Вашей звуковой карте, установленной на компьютере.
  3. Мощный (не менее 5 ватт) резистор сопротивлением 1000 ом
  4. Точный (+- 1%) резистор сопротивлением 10 ом
  5. Провода, зажимы и прочая дребедень для соединения всего этого в единую схему.

Схема для измерений

Калибровка:

Для начала необходимо откалибровать вольтметр. Для этого вместо динамика подсоединяется сопротивление 10 Ом и подбором напряжения, выдаваемого генератором, надо добиться напряжения 0.01 вольта. Если резистор другого номинала, то напряжение должно соответствовать 1/1000 номинала сопротивления в Омах. Например, для калибровочного сопротивления 4 Ома напряжение должно быть 0.004 вольта. Запомните! После калибровки регулировать выходное напряжение генератора НЕЛЬЗЯ до окончания всех измерений.

Нахождение R e

Теперь, подсоединив вместо калибровочного сопротивления динамик и выставив на генераторе частоту, близкую к 0 герц, мы можем определить его сопротивление постоянному току Re. Им будет являться показание вольтметра, умноженное на 1000. Впрочем, Re можно замерить и непосредственно омметром.

Нахождение Fs и Rmax

Динамик при этом и всех последующих измерениях должен находиться в свободном пространстве. Резонансная частота динамика находится по пику его импеданса (Z-характеристике). Для ее нахождения плавно изменяйте частоту генератора и смотрите на показания вольтметра. Та частота, на которой напряжение на вольтметре будет максимальным (дальнейшее изменение частоты будет приводить к падению напряжения) и будет являться частотой основного резонанса для этого динамика. Для динамиков диаметром больше 16см эта частота должна лежать ниже 100Гц. Не забудьте записать не только частоту, но и показания вольтметра. Умноженные на 1000, они дадут сопротивление динамика на резонансной частоте Rmax, необходимое для расчета других параметров.

Нахождение Q ms , Q es и Q ts

Эти параметры находятся по следующим формулам:

Как видно, это последовательное нахождение дополнительных параметров R o , R x и измерение неизвестных нам ранее частот F 1 и F 2 . Это частоты, при которых сопротивление динамика равно Rx. Поскольку Rx всегда меньше Rmax, то и частот будет две - одна несколько меньше Fs, а другая несколько больше. Вы можете проверить правильность своих измерений следующей формулой:

Если расчетный результат отличается от найденного ранее больше, чем на 1 герц, то нужно повторить все сначала и более аккуратно. Итак, мы нашли и рассчитали несколько основных параметров и можем на их основании делать некоторые выводы:

  1. Если резонансная частота динамика выше 50Гц, то он имеет право претендовать на работу в лучшем случае как мидбас. О сабвуфере на таком динамике можно сразу забыть.
  2. Если резонансная частота динамика выше 100Гц, то это вообще не низкочастотник. Можете использовать его для воспроизведения средних частот в трехполосных системах.
  3. Если соотношение F s /Q ts у динамика составляет менее 50-ти, то этот динамик предназначен для работы исключительно в закрытых ящиках. Если больше 100 - исключительно для работы с фазоинвертором или в бандпассах. Если же значение находится в промежутке между 50 и 100, то тут нужно внимательно смотреть и на другие параметры - к какому типу акустического оформления динамик тяготеет. Лучше всего для этого использовать специальные компьютерные программы, способные смоделировать в графическом виде акустическую отдачу такого динамика в разном акустическом оформлении. Правда при этом не обойтись без других, не менее важных параметров - V as , S d , C ms и L.

Нахождение S d

Это так называемая эффективная излучающая поверхность диффузора. Для самых низких частот (в зоне поршневого действия) она совпадает с конструктивной и равна:

Радиусом R в данном случае будет являться половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до середины резинового подвеса противоположной. Это связано с тем, что половина ширины резинового подвеса также является излучающей поверхностью. Обратите внимание, что единица измерения этой площади - квадратные метры. Соответственно и радиус нужно в нее подставлять в метрах.

Нахождение индуктивности катушки динамика L

Для этого нужны результаты одного из отсчетов из самого первого теста. Понадобится импеданс (полное сопротивление) звуковой катушки на частоте около 1000Гц. Поскольку реактивная составляющая (X L) отстоит от активной R e на угол 900, то можно воспользоваться теоремой Пифагора:

Поскольку Z (импеданс катушки на определенной частоте) и R e (сопротивление катушки по постоянному току) известны, то формула преобразуется к:

Найдя реактивное сопротивление X L на частоте F можно рассчитаь и саму индуктивность по формуле:

Измерения V as

Есть несколько способов измерения эквивалентного объема, но в домашних условиях проще использовать два: метод "добавочной массы" и метод "добавочного объема". Первый из них требует из материалов несколько грузиков известного веса. Можно использовать набор грузиков от аптечных весов или воспользоваться старыми медными монетками 1,2,3 и 5 копеек, поскольку вес такой монетки в граммах соответствует номиналу. Второй метод требует наличия герметичного ящика заранее известного объема с соответствующим отверстием под динамик.{mospagebreak}

Нахождение V as методом добавочной массы

Для начала нужно равномерно нагрузить диффузор грузиками и вновь измерить его резонансную частоту, записав ее как F" s . Она должна быть ниже, чем F s . Лучше если новая резонансная частота будет меньше на 30%-50%. Масса грузиков берется приблизительно 10 граммов на каждый дюйм диаметра диффузора. Т.е. для 12" головки нужен груз массой около 120 граммов.

где М - масса добавленных грузиков в килограммах.

Исходя из полученных результатов V as (м 3) рассчитывается по формуле:

Нахождение V as методом добавочного объема

Нужно герметично закрепить динамик в измерительном ящике. Лучше всего это сделать магнитом наружу, поскольку динамику все равно, с какой стороны у него объем, а вам будет проще подключать провода. Да и лишних отверстий при этом меньше. Объем ящика обозначен как V b .

Затем нужно произвести измерения Fс (резонансной частоты динамика в закрытом ящике) и, соответственно, вычислить Q mc , Q ec и Q tc . Методика измерения полностью аналогична описанной выше. Затем находится эквивалентный объем по формуле:

Полученных в результате всех этих измерений данных достаточно для дальнейшего расчета акустического оформления низкочастотного звена достаточно высокого класса. А вот как оно рассчитывается - это уже совсем другая история.

Определение механической гибкости C ms

Где S d - эффективная площадь диффузора с номинальным диаметром D. Как вычислять написано ранее.

Определение массы подвижной системы Mms

Она легко рассчитывается по формуле:

Двигательную мощность (произведение индукции в магнитном зазоре на длину провода звуковой катушки) BL

Самое главное не забывайте, что для более точных значений измерения параметров Тиля-Смолла необходимо проводить эксперимент несколько раз, а затем путем усреднения получать более точные значения.

О многом могут сказать технические характеристики колонок. К ним прежде всего относятся:

  • тип колонок (активные или пассивные, открытые или закрытые и т. д.) и фирма-изготовитель;
  • номинальная и максимальная мощности;
  • номинальное сопротивление;
  • чувствительность колонки;
  • диапазон воспроизводимых частот с указанием неравномерности чувствительности;
  • АЧХ колонки;
  • зависимость модуля полного сопротивления от частоты;
  • диаграмма направленности излучения для разных частот;
  • рассеивание, или дисперсия, излучения;
  • коэффициент нелинейных искажений или коэф-фициент гармоник;
  • габариты и масса колонок.

Номинальной называется мощность, при которой ко-лонка воспроизводит звук без превышения заданного уров-ня искажений (к сожалению, очень редко этот уровень указывается в паспортных данных). Иногда номинальную мощность указывают по существующему стандарту DIN. При этом номинальная мощность задается при заданном коэффициенте нелинейных искажений (к сожалению, его значение чаще всего не указывается).

Максимальная мощность — это мощность, с которой колонка может работать, но без каких-либо гарантий качества звучания. Обычно она задается при коэффици-енте нелинейных искажений 10%. Некоторые разработ-чики под максимальной мощностью указывают фактичес-ки пиковую мощность, которую может кратковременно выдержать колонка без повреждения. Эта мощность мо-жет порою на порядок превосходить номинальную, но она является лишь показателем перегрузочной способности колонок, но отнюдь не громкости их звучания (послед-няя, помимо номинальной мощности, существенно зави-сит еще и от чувствительности колонок).

Номинальное сопротивление (иногда его неточно именуют импедансом, т. е. полным сопротивлением) — это активная составляющая импеданса на некоторой, обычно довольно низкой, частоте (чаще всего 1000 Гц), далекой от частоты резонанса. Практически номинальное сопротивление определяется сопротивлением НЧ-динамика на постоянном токе, сопротивлением катушек его фильтра и подводящих проводов.

Чувствительность колонки (или ее отдача) измеряет-ся так же, как у излучателей — т. е. это звуковое давление в децибелах, при мощности 1 Вт (или напряжении на входных зажимах колонки, соответствующем мощности в 1 Вт) и на расстоянии от колонки 1 м. Это очень важный параметр колонок — чем выше чувствительность, тем громче звук от колонок при заданной мощности подводи-мого к ним сигнала. К сожалению, чем шире диапазон частот излучаемых звуковых колебаний, тем ниже чув-ствительность колонок (к счастью, далеко не всегда).

Диапазон воспроизводимых частот задается мини-мальным и максимальным значениями для полосы час-тот, которые воспроизводит колонка при указании задан-ной неравномерности (в децибелах). В последнее время обычно указывают предельный диапазон частот (Frequencyrange) при заданном спаде отдачи колонки на граничных частотах диапазона и номинальный диапазон частот (Frequencyresponse) - при существенно меньшем спаде (обычно 2—3 дБ). Иногда указывают не спад, а неравно-мерность АЧХ колонки (т. е. на граничных частотах допускается и подъем АЧХ).

АЧХ колонки — это зависимость создаваемого ею звукового давления от частоты. Для снятия АЧХ исполь-зуется звуковой генератор с мощным высококачествен-ным усилителем, возбуждающим колонку, и измери-тельный микрофон, расположенный на главной оси излучения колонки. Испытания проводят в специальной акустической камере и в обычной комнате. Так что нередко приводятся АЧХ для этих двух случаев. Лишь для самых высококачественных колонок АЧХ приводят-ся в их паспортах.

О зависимости модуля полного сопротивления от частоты уже говорилось. Эта зависимость определяет условия работы усилителя — многие усилители «не лю-бят», когда модуль полного сопротивления резко возрас-тает. На ВЧ рост модуля устраняют применением специ-альных корректирующих цепей. В последнее время для снятия зависимости модуля полного сопротивления от частоты применяют возбуждение колонок так называ-емым белым шумом — шумовым сигналом с равномерным спектром. Ток возбуждения измеряется с помощью ана-лизатора спектра, дающего на экране график зависимости модуля полного сопротивления от частоты.

Диаграмма направленности — зависимость звукового давления от угла расположения слушателя (или измери-тельного микрофона) относительно главной оси излуче-ния. Различают диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и в вертикальной. Диаграмма направленности зависит от частоты сигнала — обычно чем выше частота, тем уже диаграмма направленности. Этот параметр, как прави-ло, в технических характеристиках колонок не указывается ввиду сложности измерений и их сильной зависимости от окружающей колонки обстановки.

Вместо диаграммы направленности нередко указыва-ют другой - рассеивание, или дисперсию, излучения. Это угол в горизонтальной или вертикальной плоскости, на который отклоняется ось прослушивания относительно главной оси при ослаблении отдачи на заданную величину (чаще всего —2 дБ у высококачественных колонок).

Коэффициент гармоник — это выраженное в процентах отношение амплитуды задан-ной гармоники к амплитуде первой гармоники при задан-ном звуковом давлении (чаще всего 95 дБ) звуковой колонки и на заданной частоте (или в заданном диапазоне частот). Но и этот параметр указывается лишь для дорогих и особо высококачественных звуковых колонок.

Габариты колонок обычно задаются в миллиметрах или сантиметрах (для высоты, ширины и глубины ящика колонки). Масса, как обычно, указывается в килограммах. Нередко в характеристиках колонок указывают диаметр диффузоров излучателей, но вряд ли эти данные имеют для конечного пользователя какое-либо значение, не считая чисто познавательного. Дело в том, что далеко не всегда НЧ-динамик с большим диаметром диффузора (300—400 мм) лучше динамика современной конструкции с диаметром диффузора всего 150—200 мм.

Для удобства и комфорта передвижения в автомобиле многие продумывают полноценную аудиосистему в нем. Но не всегда водители могут понять, какие динамики в авто выбрать и на основе каких характеристик. Предлагаем вам советы и обзор популярных марок динамиков, которые чаще всего выбираются для оснащения автомобилей.

Какие размеры?

Любая отличается размерами и конструктивными особенностями. Выбирать наиболее оптимальный вариант стоит в зависимости от того, где будет устанавливаться сама система. Наиболее оптимальными в качестве фронтальных выступают динамики в авто 16 см. Этот размер считается самым удачным, так как и средние частоты звучат с высоким качеством, при том что глубина баса остается достаточной. Примечательно, что динамики одних и тех же серий и размеров могут иметь заметные отличия, прежде всего в общих характеристиках.

Увеличенные в размерах динамики 20 см идеально подходят для установки в качестве мидбасового звена в трехкомпонентных акустических системах. Но такие динамики в двери авто не поместятся из-за слишком больших размеров. Если же использовать такие большие элементы в двухкомпонентных акустических системах, то они показывают весьма посредственный звук на средних частотах. К тому же удачных моделей, которые могли бы эксплуатироваться в домашних и профессиональных условиях, не так много.

В качестве тыловых в идеально подходят динамики для авто 13 см. Но, конечно, не стоит надеяться на глубокий бас. Кроме того, согласовать сабвуфер и фронтальные динамики будет не так просто, как и сформировать полноценную звуковую систему. В любом случае размер имеет значение, если вы хотите сделать звук в автомобиле качественным и хорошим. Но кроме размера динамиков играет роль и глубина, и диаметр выбранной модели.

От размера зависит качество

Как мы видим, динамики в автомобиле могут иметь разные размеры. Примечательно, что от этого параметра напрямую зависит качество звучания. Чем больший диаметр имеет громкоговоритель, тем лучше он будет воспроизводить Если установка сабвуфера в автомобиле не планируется, лучше выбирать фронтальную акустику с параметрами 16-17 см. А если сабвуферу быть, то вполне достаточно и динамиков 13 см.

Коаксиальный или компонентный?

Современные динамики в авто могут быть коаксиальными и компонентными. Коаксиальные динамики - самые простые по конструкции, причем динамиков в ней несколько, и каждый из них воспроизводит собственный звук. Разделение между ними выполнено специальными фильтрами. В серьезных моделях акустических систем фильтр часто располагается в отдельном корпусе, но в некоторых моделях он находится на корпусе динамика. Коаксиальный динамик хорош тем, что он охватывает больше полос частот. Располагать его нужно в штатных местах автомобиля.

Компонентные динамики в авто - наиболее распространенные системы среди тех владельцев, кто любит качественный звук. В них диапазон воспроизведения дифференцируется на несколько частей, при этом динамики выступают по отдельности, то есть не мешают друг другу. Звуковой ряд в такой конструкции делится по частотам, что делает установку сложнее, да и стоит она дороже. Зато качество и объем звучания в такой системе на высоте.

Как и где располагать?

При построении домашней акустической системы достаточно просто развести по сторонам левую и правую колонки на определенном расстоянии друг от друга. В машине такое не прокатит. Чистый звук зависит не только от качества оборудования, но и от того, насколько правильно оно установлено. Подключение динамика в авто нужно выполнять в соответствии с рядом правил:

  • динамики должны выноситься вперед и как можно дальше;
  • колонки с разными частотами ставятся близко друг к другу - так звучание будет цельным и согласованным.

Чтобы исключить вибрации и улучшить звук, система должна крепиться очень прочно. Дверные динамики обязательно нужно шумоизолировать - это предотвратит дребезжание дверей и сведет к минимуму возможный плохой звук.

Очень часто располагается сзади динамик (задние автоколонки) - в этом случае расстояние между динамиками и сабвуфером должно быть достаточным. В оптимальном варианте колонки лучше монтировать в задние двери, а сабвуфер ставить в багажник. Если динамики работают на средних и высоких частотах, их стоит ставить в передней части автомобиля. Высокочастотные колонки можно ставить рядом с зеркалами или на нижней части стойки кузова. В целом же определить лучшее местоположение можно исключительно экспериментальным путем в зависимости от особенностей самой системы и автомобиля.

Высокие частоты: в чем особенности?

Чтобы создать качественную аудиосистему в автомобиле, нужно продумать такое ее размещение, чтобы воспроизводились все частоты звукового диапазона. А для этого используются низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные динамики для авто. Причем без последних в системе не обойтись, так как качество воспроизведения будет ухудшаться. Высокочастотные динамики по-другому называются твитерами, и выбирать их нужно в соответствии с рядом характеристик: диапазоном воспроизводимых частот, мощностью, импедансом.

ВЧ-динамик в идеале нужно ставить на переднюю стойку. При этом важно расположить его с определенным углом, чтобы обеспечивалась достаточная ширина сцены. Чаще всего оба динамики ВЧ смотрят друг на друга, но все-таки нужно экспериментировать и тем самым подбирать оптимальный вариант звучания. А теперь предлагаем оценить несколько моделей колонок, которые пользуются спросом у покупателей.

Лучшие среди коаксиальных: Morel Tempo Coax 6

На основе этих колонок можно создать двухполосную коаксиальную систему, которая будет обладать уникальными свойствами. Твитер можно развернуть на угол в 20 градусов, что дает возможность обеспечить комфортное для слуха звучание. ВЧ-колонка обладает мягким куполом и низким уровнем резонанса, поэтому звучит в широком диапазоне частот. Среди положительных моментов данной системы можно выделить сбалансированность звука, высокие показатели мощности, отсутствие искажений, но на низких частотах недостаточно бархата.

Pioneer TS-1339

Многие пользователи отмечают, что это лучшие Данная система строится на типоразмере колонки 13 см, поэтому ее можно устанавливать в посадочных местах большинства моделей авто. Для изготовления диффузора использован качественный полипропилен. Колонки работают с чистым звуком и мягкими басами без искажений. Для автомобилистов, которые не предъявляют серьезных требований к звуку, это наиболее подходящие по цене и качеству автомобильные динамики.

JBL GTO-938

Колонки для автомобиля этой марки обладают высокой чувствительностью. Благодаря овальной форме они отлично смотрятся в салоне. Впечатляющая сила звука - основное отличие данного прибора. Среди плюсов можно отметить сбалансированность высоких и низких частот, стильное оформление и качественное исполнение.

Лучшие среди компонентных

Если нужна полноценная предлагаем вам оценить Morel Tempo 6. В конструкции два твитера, два кроссовера, основные динамики и дополнительные чаши, к которым крепятся твитеры. Комплект отличается качественной сборкой и отличными техническими параметрами, за счет которых обеспечивается комфортный детальный звук и на низких, и на высоких частотах.

Focal Performance PS 165 - это шикарная акустическая система, которую можно использовать как фронтальные колонки. Данная марка всегда предлагает системы, которые поражают традиционно выдающимся звучанием, насыщенным и сбалансированным звуком.

Среди лучших корпусных колонок можно отметить Mystery MJ 105BX: при доступной стоимости (а этот бренд всегда предлагает доступные по цене приборы) они имеют хорошие технические данные и отличную звуковую панораму. Покупатели ценят эти приборы за компактность и простоту установки.

Что же выбрать?

Специалисты советуют: прежде чем купить колонки, сначала определитесь, какую вы хотите акустическую систему и какого она должна быть размера. От первого фактора зависит качество звука, от второго - монтаж системы. Даже самые недорогие акустические системы способны обеспечить салон качественным и чистым звуком.

Если же вам по душе действительно мощное и безупречное звучание, то не поскупитесь и выбирайте мощные акустические системы.

Что касается места установки колонок в автомобиле, тут придется экспериментировать, чтобы найти подходящий вам вариант.

Несмотря на весьма распространенное мнение, что на качество акустической системы влияет буквально каждый ее элемент: источник звука, ресивер, усилитель и даже сами акустические провода и кабели, звук издается все-таки только громкоговорителями. Самый распространенный тип этих громкоговорителей – динамические излучатели, которые производят звуковые волны за счет движения электромагнитной головки, что вызывает вибрацию диффузорной мембраны. Эти устройства – динамики – располагаются в широкополосных или низкочастотных колонках, поэтому на их качество при сборке акустической системы следует обращать особое внимание.

Конечно, для большинства пользователей сухие цифры не так важны, как личные впечатления, ощущения от прослушивания той или иной модели колонок. Собственным слухом пользуются даже профессионалы, подкованные в выборе различной звуковой аппаратуры. Но, тем не менее, прежде чем приступать к прослушиванию и финальному выбору колонок для своей акустической системы, широчайший ассортимент устройств необходимо сузить, для чего и нужно тщательно изучить все наиболее важные параметры, которыми характеризуются колонки любого типа. Что же следует знать о колонках, собираясь в магазин аудиотехники?

Основные характеристики колонок

Разрабатывая новую модель колонок, инженеры стремятся наиболее качественно выполнить три условия:

  • создание максимально равномерной амплитудно-частотной характеристики колонок;
  • согласованность параметров динамических громкоговорителей и усилителей звука;
  • формирование широкой диаграммы направленности звуковых волн.

Конструкторские ошибки в подборе фильтров – неправильное разделение ими частот, просто неудачное расположение деталей внутри корпуса, как и неправильный выбор материала и других особенностей коробки – приводят к появлению провалов в амплитудно-частотной характеристике как низкочастотных динамиков, так и фазоинвертора. Иногда недостатки издаваемого диапазона проявляются даже на среднечастотных громкоговорителях и твиттерах, что совершенно недопустимо, так как воспроизведение ими резонансных частот приведет к постоянному появлению искажений и посторонних звуков при работе колонок.

Чтобы избежать каких-либо проблем, при выборе колонок нужно обращать внимание на следующие их характеристики:

  • Номинальная, или рабочая, мощность – такой показатель мощности подводимого к динамику сигнала, при котором обеспечивается наиболее чистое воспроизведение звука.
  • Максимальная мощность – показатель мощности, при котором достигается наибольшая громкость звука, но отсутствие искажений звуковых волн уже не гарантируется.
  • Номинальный импенданс – рабочее сопротивление колонок, измеренное при частоте звука, равной 1 кГц – как правило, этот параметр находится в пределах 4-8 Ом. Важно учитывать, что для обеспечения безопасности функционирования колонок, суммарное сопротивление всех колонок в системе должно равняться или быть меньше, чем сопротивление источника звука. На этот параметр нужно обращать внимание едва ли не в первую очередь, особенно если колонки покупаются отдельно от источника звука, а не представляют собой часть единой акустической системы – например, музыкального центра или домашнего кинотеатра.
  • Чувствительность. Представляет собой звуковое давление на барабанную перепонку уха с расстояния в 1 м при мощности звука, равной 1 Вт. Измеряется в децибелах. Напрямую влияет на громкость вместе с мощностью и напрямую от нее зависит. Так, при снижении чувствительности всего на 3 децибела для поддержания той же громкости звуковых волн придется увеличить мощность излучателей в два раза.
  • Амплитудно-частотная характеристика – это график, представляющий зависимость давления звука в децибелах от частоты сигнала в герцах. Для получения идеально чистого звука данный график должен представлять собой прямую линию, параллельную горизонтальной оси. Любые проседания на графике выражаются в более или менее серьезных искажениях издаваемого динамическими излучателями звука.
  • Частотный диапазон. Разность между максимальной и минимальной частотами, которые способна воспроизводить колонка с помощью всех используемых динамических излучателей. Диапазон может полностью реализовываться одним широкополосным динамиком или разделяться между двумя или тремя излучателями. В таком случае сверхнизкие частоты отходят сабвуферу, а сверхвысокие – твиттеру. Качество воспроизводимых частот напрямую зависит от диаметра динамиков и материалов, использованных при их конструировании.

От этих сугубо физических параметров качество звука зависит больше всего, поэтому именно информацию об этих показателях нужно узнавать в первую очередь. Конечно, по большей части все это относится только к первоклассным колонкам из средней и высокой ценовой категории. При покупке простых колонок, тем более портативных, ничто, кроме мощности, смысла особого не имеет и даже, как правило, не указывается производителями в спецификациях той или иной модели.

На что же еще стоит обращать внимание при покупке колонок?

Общие характеристики

Более общие параметры колонок помогут понять, будет ли удобно пользоваться данными устройствами.

Тип системы

Существуют аналоговые и цифровые, стерео и многоканальные акустические системы. Определить первую характеристику можно по типу используемых для соединения элементов системы кабелей и разъемов:

  • аналоговые системы низкой категории объединяются при помощи стандартных разъемов диаметром 3,5 мм (миниджек) или акустических двух кабелей с клеммами (красный и черный – по одному на каждый канал);
  • передача цифрового звука осуществляется посредством кабелей, присоединяемых к разъемам S/PDIF, HDMI и подобным.

Что же касается количества каналов, на которые разделяется поток звуковой информации звуковой картой, то тут все еще проще. Этот параметр определяется количеством колонок. Это количество может варьироваться в широких количествах, могут комбинироваться следующие типы акустических устройств:

  • фронтальные – выводят основные каналы, создающие большую часть звукового наполнения, количество – 2, могут называться стереопарой, формируя акустическую систему 2.0;
  • боковые (сателлиты) – дополняют общий звуковой фон;
  • задние – создают эффект окружения, показывая дистанцию до источников звука и помогая слуху примерно представить их расположение в пространстве;
  • центральная – придает звуку наполненность, используется зачастую для распределения каналов – при этом только эта колонка соединяется со звуковой платой источника звука, а также с помощью этой колонки осуществляется управление акустической системой;
  • сабвуфер – специальная колонка больших размеров, наполняющая звук сверхнизкими частотами, находящимися на грани слышимости.

Соответственно, количество каналов может варьироваться от 2 – в системах с двумя фронтальными колонками до 7.1 – в полноценных системах со всеми каналами, включая сателлиты и сабвуфер.

Количество динамиков

Одна колонка может комплектоваться не только одним динамическим излучателем, поскольку такая схема не позволяет полноценно раскрыть весь диапазон звуковых частот. Динамиков в одном корпусе может быть 1, 2, 3 и, в некоторых случаях, даже больше.

  • низкочастотный – отвечает за воспроизведение сверхнизкой области звукового спектра – это единственный динамик, имеющийся в сабвуфере, он имеет зачастую очень большие размеры;
  • среднечастотный – излучает основной спектр звуков;
  • высокочастотный (твиттер) – воспроизводит самые высокие звуки, в пределах 2-20 кГц.

Динамиков любого типа может быть один или два; обычно дополнительный громкоговоритель используется для увеличения мощности звука. Если полный спектр частот лежит на одном динамике, то такая колонка называется широкополосной.

Материалы изготовления

На качество звука весьма косвенно, но все же влияют материалы, из которых изготовлены все элементы колонки.

В первую очередь влияние имеет, конечно, качество диффузорной мембраны. Она может быть изготовлена как из тонкого пластика, так и из простой бумаги – любого материала, способного вибрировать под действием движущейся катушки. В дорогих моделях колонок может использоваться титан.

Не менее важны особенности корпуса. Он должен хорошо поглощать и направлять звуковые волны. Для этого при его изготовлении должен использоваться либо высококачественный пластик, либо древесина средней плотности – ДСП, фанера или ДВП. Кроме того, изнутри стенки корпуса должны быть отделаны звукопоглощающим материалом. В конструкции желательно присутствие фазоинвертора.

Основываясь на знании всех факторов, влияющих на качество издаваемого колонками звука, любой человек сможет подобрать наиболее качественную акустическую систему для своего дома. Но главное, как уже было сказано – полагаться на свой слух, который никогда не обманет.

Здравствуйте! Все мы слушаем музыку, слушаем по-разному и в разных местах – в этом нам помогают звукоизлучатели: устройства возбуждающие механические колебания. О разных видах таких штук я сегодня Вам расскажу.

Самым популярным звукоизлучателем в мире является электродинамический громкоговоритель, или просто – “динамик”. Он встречается практически везде: в смартфонах, фотоаппаратах, телевизорах, автобусах, трамваях, наушниках, портативных колонках, детских игрушках и самолетах. Его конструкция проста и понятна: внутри постоянного магнита находится катушка, на которую подается напряжение звуковой частоты. Катушка жестко связана с диффузором на подвесе. Диффузор таким образом возбуждает механические колебания в воздухе и мы слышим звук.

Такая конструкция исполнена как преимуществ, так и недостатков. К плюсам можно отнести:

  • простоту
  • надежность
  • вариативность размеров и форм
  • хорошую передачу низких частот

К минусам:

  • большое количество искажений
  • нелинейность АЧХ

Стоит также упомянуть такую штуку, как акустическое оформление : это, по сути, то, что окружает любой динамик, его корпус. От акустического оформления зависит то, как будет звучать электродинамический громкоговоритель и для каких целей он будет использоваться. От самого динамика звучание, конечно, зависит тоже, но от акустическое оформления точно не меньше.

Существуют разные виды акустического оформления динамиков, вот основные из них:

Кратко о каждом.

Закрытое – динамик закрепляется в середине (если он один) стенки полой коробки, деревянной или пластиковой обычно. В плюсы можно записать простоту конструкции и ее расчета. В минусы – низкий КПД (половина мощности остается внутри коробки).

Фазоинвертор – динамик закрепляется в середине (если он один) стенки полой коробки, деревянной или пластиковой обычно с той лишь разницей, что под или над ним, на той же стенке в коробке проделывается отверстие или даже ставится труба. Зачем же она нужна? Внутри этой трубы или отверстия находится некая (заранее рассчитанная) масса воздуха, которая, по сути, является вторым источником звука. То есть, колебания динамика возбуждают создают колебания не только снаружи коробки, но и внутри. Эти колебания и выходят из отверстия, усиливая тем самым мощность, излучаемую в мир. Труба же позволяет контролировать еще и усиливаемую частоту, компенсируя тем самым недостатки динамиков.

Закрытое с пассивным излучателем – похожа на фазоинвертор, но в качестве второго излучателя используется не просто воздух, а динамик без возможности самостоятельно себя двигать, то есть колебания в нем возбуждаются за счет основного активного диффузора. Таким образом, он усиливает необходимые частоты, которые зависят от его размеров, хода и массы. Вот популярная портативная колонка – пилюля как раз оснащена таким, он посередине.

Рупор – динамик, находясь в минимально объемном корпусе сразу перед диффузором, имеет расширяющийся конический корпус, чаще всего конус состоит из нескольких элементов, но иногда бывает и цельный . Такие прекрасные АС делает британская фирма FergusonHill и у них за воспроизведение низких частот отвечает обычный “динамик” в закрытом оформлении а вот за СЧ и ВЧ – невероятный акриловый горн околочеловеческих размеров. В случае рупоров небольших размеров качество воспроизведения имеет второстепенный характер, так как рупор значительно увеличивает амплитуду сигнала громкость и качество от этого сильно страдает. Но вот что интересно, при значительном увеличении размера рупора и его правильной форме он способен не только усилить, но и улучшить качество звучания динамика. Теоретически, с помощью рупора можно усиливать и низкие частоты, но тогда этот рупор понадобится поистине невероятных тихоокеанскорубежных размеров, так как длинна звуковой волны на гранично низкой для человека частоте в 20Гц составляет 16.5 метров. Рупор нам понадобится такой же).

Акустический лабиринт – этот вид оформления совмещает в себе элементы рупора и фазоинвертора. Внутри той же коробки находится труба, но уложенная в “змейку” для придания ей большей длинны, а в конце заканчивается рупором, вот так. Чаще всего применяется для огромных концертных сабвуферов.

Но тяга к прекрасному постоянно заставляет человека делать “harder better faster stronger”

Электростатические излучатели.

Мы, наверное, помним, как в школе учили, что такое конденсатор , так вот, в 1932 году этот “конденсатор” уже был способен воспроизводить звуки от 20Гц до 20Кгц, то есть весь звуковой диапазон слышимый человеком. Правда для достижения достаточной мощности и громкости на низких частотах эти штуки должны были быть достаточно крупные:

А имели они вот такую конструкцию:

Так вот они гармонично вписываются в интерьер):

Излучатель состоит из двух статоров, на которые подается переменное напряжение (музыкальный сигнал) и пленки, находящейся в зазоре между статорами. На пленку подано высокое напряжение (от 1000 до 10 000 В). Статоры представляют из себя перфорированный металлический лист с прозрачностью около 50% и покрыты диэлектрическим составом (для защиты пользователя от влияния высокого напряжения и уменьшения возможности электрического пробоя между статором и пленкой).

При приложении напряжения к статорам (тоже кстати высокого), между ними возникает переменное электростатическое поле. Благодаря этому, пленка, заключенная между статорами и имеющая свой заряд, перемещается то к одному статору, то к другому. Так как статоры имеют перфорацию, воздух проходя сквозь них возбуждает звуковую волну.

Пленка сделана из лавсана и имеет толщину 5-12 мкм. Так японская фирма Stax использует в своих наушниках пленки толщиной 1-3 мкм. Пленка имеет электропроводящее покрытие. Оно может обладать как низким сопротивлением (напыляют металлы), так и высоким (используются композиты пластмасс с графитом). Последние дают меньше искажений.

Зато зимой тепло в таких)

В плюсы электростатам можно записать:

  • очень ровную АЧХ
  • простота конструкции излучателя
  • низкие нелинейные искажения (благодаря малой массе мембраны и тому, что мембрана возбуждается по всей площади)
  • ≈отсутствие фазовых искажений

Есть и минусы:

  • очень низкая чувствительность
  • необходим высоковольтный источник (читай потенциальная опасность)
  • требуется высоковольтный усилитель (что дорого)
  • количество НЧ напрямую зависит от площади излучателя
  • высокая направленность в СЧ и ВЧ диапазоне
  • это забавно, но электростаты притягивают к себе пыль в больших количествах

Выпускает преимущественно диностатические колонки (НЧ-звено обычный динамик):

Если Вам интересна эта тема – есть еще про что писать!

На вопросы, с радостью, отвечу в комментариях.

Всем мир и спасибо за внимание!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

 

 
Это интересно: