Вход/Регистрация
Вход через соц. сети        
Мы расскажем всё об акустике и о том, что с ней связано

Что такое НЧ динамик?

Низкочастотные динамики являются важным компонентом многополосных акустических систем. Эти излучатели не только должны уверенно отрабатывать сам басовый диапазон, но и значительную область СЧ в двухполосных конструкциях.

НЧ-динамики (или, как их иногда еще называют, вуферы), как правило, имеют значительный диаметр и мощную магнитную систему. Это связано с тем, что им необходимо прокачивать значительный объем воздуха для создания убедительного звукового давления в комнате прослушивания и увеличению эффекта присутствия при просмотре фильмов или прослушивании музыки.

На низких частотах диффузор динамика должен работать как поршень.

Пример работы НЧ динамика
Рис. 1. Пример работы НЧ динамика

Низкочастотные динамики, по большей части, имеют классическую конструкцию.

Между тем обычный конический бумажный диффузор с внешним диаметром 250 мм имеет поршневой характер движения лишь на частотах не более 300–400 Гц. Поэтому ведущие фирмы мира буквально изощряются в применении новых материалов для диффузоров — пластмассы, литых конусов из прочной бумаги с металлизированным покрытием, графитовых материалов, бумаги, армированной слюдой, и т. д.

Так, НЧ динамик Scan-Speak 23W/4557T00 оснащен особо жестким диффузором из анодированного алюминия серебристого цвета, обеспечивающим работу динамика в поршневом режиме в широком диапазоне частот.

НЧ динамик Scan-Speak 23W/4557T00
Рис. 2. НЧ динамик Scan-Speak 23W/4557T00 с диффузором из анодированного алюминия.

Или НЧ динамик SEAS X2-08 EXOTIC W8 имеет бумажный диффузор конус с волокнами папируса для оптимизации жесткости и демпфирования.

НЧ динамик SEAS X2-08 EXOTIC W8
Рис. 3. НЧ динамик SEAS X2-08 EXOTIC W8

Фирма Fisher (США) делает диффузоры осаждением никеля на пористую основу. В своем новом поколении музыкальных центров, фирма Pioneer применила истинные поршневые динамики. Ход диффузора в них достигает ±20 мм.

Акустические системы с такими динамиками получили название Power Bass и при малом диаметре диффузора радуют мощными и густыми басами.

Также динамики могут отличаться формой самого диффузора.

Например, динамик AAD C-10/Q-1000 имеет плоский диффузор, что делает его очень похожим на поршень двигателя.

НЧ Динамик AAD C-10/Q-1000
Рис. 4. НЧ Динамик AAD C-10/Q-1000

Или необычный диффузор динамика Fostex FW 168 HR - Paper изготовлен из современных гибридных материалов. Присущие ему внутреннее затухание и прочность обеспечивают скорость распространения волны близкую к металлическим диафрагмам за счет снижения веса и большей упругости.

НЧ Динамик Fostex FW 168 HR Paper
Рис. 5. НЧ Динамик Fostex FW 168 HR - Paper

Многие фирмы уделяют большое внимание увеличению хода диффузора — это единственная возможность увеличить отдачу на низких частотах при одновременном уменьшении диаметра диффузора. Широко практикуется глубокое гофрирование диффузора НЧ-динамиков.

При этом чем ниже частота, тем больше эффективный диаметр диффузора, перемещающего воздушную массу. Такой диффузор тоже нельзя сжать в гармошку — он, по существу, уже подобен ей, так что деформация диффузора при ударных сигналах возбуждения оказывается достаточно предсказуемой и не опасной.

Тщательный расчет на компьютерах профиля гармошки исключает ее повреждение и позволяет получить достаточно равномерную АЧХ. Динамики с такими диффузорами выпускают многие фирмы, например, Fostex, Morel, Peerless, ScanSpeak и многие другие.

Одной из самых трудно решаемых (и до конца нерешенных) проблем является подавление резонанса механической системы динамика. Подвешенный диффузор динамика (обычно подвеска делается в двух местах — у вершины и у основания конуса диффузора) ведет себя как колебательная механическая система с довольно малым коэффициентом затухания.

Это можно почувствовать, слегка стукнув пальцем по диффузору, вы услышите (и даже увидите, если динамик мощный) колебания диффузора, затухающие довольно медленно.

Коэффициент затухания (и обратная ему величина — добротность резонансной системы Qts) является мерой затухания колебаний: чем меньше коэффициент затухания и выше добротность, тем дольше звучит динамик при импульсном воздействии на диффузор.

Заметим, что добротность можно характеризовать числом периодов затухающих колебаний при уменьшении их амплитуды в е-раз (е — основание натурального логарифма, е = 2,718...). Даже у хорошо сконструированного НЧ-динамика добротность нередко достигает нескольких единиц, т. е. в ответ на ударное возмущение динамик ответит несколькими полными циклами колебаний с резонансной частотой.

Плохо сконструированный динамик дает десятки циклов затухающих колебаний, прежде чем переходный процесс кончается.

Низкочастотные динамики должны иметь прочный диффузор с мягкой подвеской.

Это достигается применением специальных материалов для гофрированной диафрагмы и центрирующей шайбы. Таким образом, обеспечивается снижение резонансной частоты до 25–50 Гц, иногда и ниже. Ниже резонансной частоты отдача динамика резко падает и его применение становится малоэффективным.

Резонанс динамика приводит к двум неприятностям.

При воспроизведении ударных звуков (например, выстрела, взрыва или удара по барабану) резонансные колебания диффузора НЧ динамика приводят к появлению дополнительных колебаний диффузора и, соответственно, к появлению дополнительных звуков, воспринимаемых как сильные искажения («бубнение», «хрип»).

Кроме того, при воспроизведении гармонических сигналов резко возрастает отдача динамика на частотах, близких к резонансной, а на более низких частотах резко усиливается спад АЧХ динамика. Вблизи резонансной частоты амплитуда колебаний диффузора резко усиливается (примерно в Q раз) и это может создать большие нелинейные искажения из-за неравномерного магнитного поля в зазоре магнитной системы динамика.

Для уменьшения влияния резонанса используют специальные материалы для подвески гофрированной диафрагмы и центрирующей шайбы — бумагу, пористую резину, спрессованный поролон и т. д. Это уменьшает упругость системы и понижает частоту резонанса.

Правильный выбор материалов может заметно уменьшить добротность механической системы динамика.

Небольшой подъем АЧХ из-за резонанса на низших частотах звукового диапазона может даже выровнять результирующую АЧХ — однако это возможно лишь при соответствующем акустическом оформлении динамика.

Типичным средством подавления резонанса является применение усилителей с близким к нулю (а иногда даже и отрицательным) выходным сопротивлением. Динамик с усилителем представляют собой колебательную электромеханическую систему, для которой полное сопротивление (усилителя и катушки динамика) выполняет роль демпфера.

Такое электрическое демпфирование эффективно дополняет другие (сугубо механические) методы демпфирования. Больших успехов в разработке обычных динамиков уже давно добились немецкие и некоторые другие европейские фирмы.

Еще с послевоенных лет динамики фирм Grundig и Philips славились своим мощным и в то же время мягким и сочным звуком. И ныне эти фирмы выпускают обширнейшую номенклатуру динамиков, хотя и испытывают весьма серьезную конкуренцию со стороны американских и японских фирм.

Однако динамики столь высокого качества безумно дороги и так и не нашли широкого применения. Тем не менее можно лишь позавидовать нынешним радиолюбителям — конструкторам электроакустических устройств, ибо излучатели (в том числе динамические!) ведущих фирм мира ныне куда более доступны, чем раньше. Обширную номенклатуру динамиков выпускают, помимо тех что указали выше, еще фирмы AAD, SEAS, Vifa, Visaton и другие, чьи динамики можно купить отдельными единицами, без корпусов.

 

Но самым больным вопросом при использовании динамиков является устранение принципиально присущего динамикам явления акустического короткого замыкания.

Когда диффузор динамика выталкивается из магнитного зазора, он создает впереди себя избыточное давление воздуха, а сзади — разрежение.

Естественно, что уплотненный воздух тут же переходит в рядом расположенную область разрежения, что резко уменьшает интенсивность излучаемых волн на низких частотах. Чем ниже частота колебаний (и больше длина их волны), тем сильнее проявляется этот эффект.

Он перестает быть заметным на высоких частотах, когда длина волны звуковых колебаний становится меньше размеров диффузора.

Мы вернемся к обсуждению этого вопроса при описании акустических колонок, а пока лишь отметим, что описанные факторы практически исключают применение динамиков самих по себе, без соответствующего акустического оформления (например, ящика или корпуса аппарата, в который они устанавливаются).

При выборе «басовиков» для акустической системы необходимо учитывать не только их геометрические размеры, но и электрические параметры Тиля-Смоля – сопротивление и нижнюю резонансную частоту.

Последнее значение обязательно учитывается при конструировании акустической системы, так как связано с ее внутренним объемом и настройкой фазоинвертора.

Также обязательно стоить обратить на акустическое оформление. Используя бандапасс 4- или 6-порядка, можно значительно повысить звуковое давление.

Да прибудет с вами басс!

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги

Радиолюбителю

Новости

  • 22 Января 2015
    Первый в мире bluetooth-граммофон
    Gramovox — bluetooth-граммофон, работающий на одной зарядке 15 часов. Устройство оснащено металлическим горном,...
  • 05 Августа 2013
    Сумасшедшие колонки
    Уникальная акустическая система Xcellon DWS-100B удивит вас танцем воды и световым шоу. Две колонки, питающиеся от USB...
  • 05 Марта 2011
    Парящая акустика
    Внешний вид акустики Dome, состоящей из двух сателлитов и сабфуфера, весьма привлекательный за счет геодизайна. Корпуса и...
  • 05 Марта 2011
    Акустика из переработанной бумаги
    Эко меломаны будут обожать TAU акустику за их экологический состав. Сделаны из переработанных материалов, составляющих акустической...
  • 29 Марта 2008
    Плазменные колонки
    Все мы знаемы два типа динамиков: самый известный и популярный — компрессионный (диффузор двигает воздух) и менее известный...
  • Все новости

Последние комментарии

  • Может дело в форме? В определении написано, что со... Подробнее...
    By Пал Палыч
  • А точнее? Спасибо Подробнее...
    By Павел
  • Ошибка в формуле расчёта эквивалентного объёма Подробнее...
    By jas57
  • Симтема с двумя выходами похоже не работает, векто... Подробнее...
    By Михаил
  • Добрый день! Пытался использовать формулу резонато... Подробнее...
    By михаил
Наверх