Вход/Регистрация
Вход через соц. сети        
Мы расскажем как сделать акустику своими руками

Сказ про широкополосный динамик

 

Звук — неотъемлемая часть человеческого общества. С первым жизненным вздохом человек слышит самые разные звуки. Именно поэтому невозможно представить себе беззвучную современную цивилизацию. Технологии проникли во все уголки жизнедеятельности человека, они же позволяют получать широчайший диапазон самых разных звуков.

Чтобы услышать звуки у человека есть универсальный естественный аппарат — слух. Чтобы издать звуки во всех естественных диапазонах, инженерной мыслью создан излучатель звуков. Именно такой прибор использует способность человеческого уха улавливать возбужденные механические колебания.

Что такое широкополосный динамик?

По мере развития прогресса было придумано множество изделий, излучающих звуки самых разных диапазонов, но наиболее популярным стал электродинамический громкоговоритель. Устройство динамика довольно проста и универсальна. На катушку, находящуюся внутри постоянного магнита, подается напряжение звуковой частоты. Колебания, выдаваемые катушкой, передаются на диффузор. Механические колебания, возбуждаемые катушкой, передаются в воздух. Ухо улавливает данные механические колебания и человек слышит звук.

Учитывая, что слушать музыку и прочие передачи, сопровождаемые звуком, хочется всегда и везде, то появляется необходимость в создании универсального звукового излучателя. Специализированные динамики прекрасно работают в узком диапазоне, но это нужно далеко не сем и не всегда. А вот средние частоты востребованы больше всех.

Именно поэтому появилась необходимость в создании популярных широкополосных динамиков, которые наряду со средними частотами воспроизводят и низкие, и высокие. Безусловно, весь диапазон звуков на одном излучателе воспроизвести невозможно, но востребованность таких динамиком обуславливается рядом причин. Прежде всего тем, что конструкция узкоспециализированных излучателей часто бывает довольно громоздкой. Кроме того, цена у таких изделий выше, ведь за качество приходится платить. Не каждому это по карману.

Широкополосный динамик это экономный вариант, когда один динамик воспроизводит всю полосу частот.

А вот попсу с новостями, а также музыку в автомобиле вполне можно слушать без кроссовера через дешевый широкополосный динамик. Этим и объясняется устойчивая популярность именно широкополосных систем. Бытовая техника, смартфоны, телевизоры, портативные колонки — везде нашли своё применение широкополосные динамики.

Кроме того, универсальные излучатели, рассчитанные на широкий звуковой диапазон, устанавливаются в рупорных системах и трубах Войта.

Рупорные акустические системы

Пытаясь с помощью широкополосных динамиков «укротить» как можно больший диапазон звуков изготовители сталкиваются с рядом проблем. Все зависит от того какой диапазон звуков необходимо произвести.

Низко чувствительные системы демонстрируют узкий динамический диапазон, особенно при понижении громкости. Выражается это в пропаже высоких и низких составляющих, которые «забиваются» среднечастотным звуком. Отчасти это происходит благодаря строению человеческого уха, наиболее оптимально приспособленного для восприятия именно средних звуков.

Что касается высоких частот, то звук, излучаемый маленькой диафрагмой высокочастотного динамика с небольшой амплитудой, просто теряется на фоне тех же средних частот. Решение данной проблемы находят в применении дополнительных устройств (темброблоки, АЧХ корректоры, тон компенсаторы и прочее), ухудшающих звуковоспроизведение.

Альтернативой выступает принципиально иной способ улучшения воспроизведения звука — улучшение КПД акустических систем с помощью рупоров (горнов). Такая оригинальная конструкция позволяет соотнести давление внешней воздушной среды и звукового давления диафрагмы излучателей. То приводит к минимизации искажений и выравниванию амплитудно-частотных характеристик широкополосных динамиков.

В Советском союзе очень любили создавать рупорные акустические системы на базе широкополосников 4А-28, например: Акустический агрегат с повышенным КПД на низких частотах.

Широкополосные динамики 4А-28
Рис. 1. Широкополосные динамики 4А-28

Труба Войта

В 1930 году Пол Войт описал новый принцип создания акустической системы, так называемая расширяющаяся четвертьволновая труба (Tapered Quarter-Wave Pipe — TQWP). В данной рупорной системе используется частота резонанса динамической головки.

Преимуществами акустического принципа является отсутствие разделительных фильтров. Рупор и динамик разведены, то есть размещение динамика не начало рупора, а его сторона. Рупор выступает как обратная нагрузка для диффузора.

И опять же, наши радиолюбители строили трубы Войта, снова!, на динамиках 4А-28.

Конструкция широкополосного динамика

Выделяют два основных вида универсальных широкополосных динамиков — с центральным колпачком и конус-визером «дудка».

Первая конструкция больше похожа на обычный динамик с одним конус-куполом.

Широкополосный динамик Visaton B 200/6 с центральным колпачком
Рис. 2. Широкополосный динамик Visaton B 200/6 с центральным колпачком

А вот строение второй вариации динамика сложнее,опять тот же 4А-28. Такой излучатель содержит два конуса: большой как в обычных динамиках, и второй, встроенный внутри большого.

Диафрагма должна быть среднего размера с умеренными колебаниями. В противном случае большего искажения получит звук с высокой частотой. Что касается басов, то тут решение в увеличении размеров конуса, при сохраненном ходе, но при качественном диффузоре.

На сегодняшний день существует множество не только вариантов исполнения широкополосных динамиков, но и материалов, используемых при изготовлении диффузоров. Чтобы добиться минимизации искажений, производители идут на любые ухищрения. Одни излучатели, имеющие высокую эффективность, искажают низкие частоты, другие — требуют применения специального короба, для повышения басов. Применяя в конструкциях широкополосных динамиков усилители до 3 Вт, достигается высокая производительность.

Так как при использовании широкополосников хочется качественно (насколько это возможно) прослушивать весь диапазон частот (высокий, средний, низкий), то производители применяют при изготовлении диффузора бумагу или современную альтернативу ей — кевлар. Так удается добиться гораздо более высокого результата.

Кроме того, есть уникальный опыт применения в качестве подвеса ... кожи. Например, при изготовлении широкополосной акустики Кондо RUTHY-1-2-4 и Ongaku speakers используется замш для подвеса. Необычный подход, но достигается отличная чистота звука. В частности, проведено исследование широкополосника ADVENT, 2 полосы: 25 см НЧ + пищалка, закрытый ящик 60 литров.

Конструктивной особенностью динамика является неравномерное натяжение кожи в подвесе RCA-TELEFUNKEN. Чем ближе в диффузор — тем натяжение выше. Как итог — превосходный по своей чистоте тихий звук.

Кожаный подвес в широкополосном динамике
Рис. 3. Кожаный подвес в широкополосном динамике

Подробнее про кожаный подвес читаем в статье «Достоинство тихих звуков».

Также интересны исследования акустики, изготовленной с подмагниченными динамиками фирмы «Telefunken и ВЧ-головками фирмы «Peerless». В совокупности с ламповым усилителем и дополнительным рупором также достигнут невероятный уровень качества звука. Познакомиться с оригинальным опытом можно в статье «Telefunken» — жизнь после смерти».

Помимо бумаги, кевлара и кожи в широкополосниках, для достижения качества звука в разных диапазонах, можно использовать даже алюминий и смолу. Бумага все же предпочтительнее, так как, не обладая повышенной жесткостью, она способна уменьшить резонанс. Особенно эффект заметен при покрытии бумаги лаком.

Недостатки широкополосников

Проблемы широкополосных динамиков известны:

  • нелинейные амплитудно-частотные характеристики;
  • провалы в границах частотного раздела
  • высокий уровень гармоник;
  • интермодуляционные искажения;
  • «горб» в области средних частот;
  • урезание низких частот;

Попытки расширить спектр качественного звучания в сторону низких частот приводит к увеличению площади излучателя.

Закрытая форма акустической системы не позволяет использовать фазоинверторную конструкцию колонок, для расширения низкочастотного диапазона. А применение динамиков с высокой чувствительностью еще больше разбалансирует АЧХ.

Автомобильная широкополосная акустика

Прослушивание музыки в современных автомобилях — это целый спектр особенностей акустических систем. И здесь широкополосные динамики также занимают существенную долю, так как ограниченный объем авто не позволяет развернуться любителям по-настоящему качественного звука, требующего сложных конструкций.

В автомобиле с задачей передачи приемлемого звука вполне справиться широкополосник в диаметр диффузора 8,10 или 12 см. Стоит сразу отметить, что низкие и высокие частоты на таком динамике воспроизводятся без применения кроссовера — специального разделительного фильтра звуковых частот.

При выборе широкополосного динамика для своего автомобиля следует акцентировать внимание на некоторых аспектах. Так, в зависимости от размера салона и свободного объема важен размер динамика, а также общие требования к высоким и низким частотам.

Рассеивание звука во всех направлениях (дисперсию) также необходимо учитывать. Так, если рассеивание плохое, то звучание будет глухим, а вот если еще на стадии покупки вы слышите естественный звук, то все в порядке. Для басов нужен дополнительный сабвуфер, который выступает в качестве компенсатора низких частот. Таким компенсатором могут выступить 10-ти дюймовые колонки. Помимо всего прочего, следует прослушать звучание на разных уровнях громкости.

Так как в авто не всегда достаточно места для крупногабаритных колонок, то качество звучания среднеразмерных конструкций можно улучшить с помощью звукового процессора, встроенного в современные магнитолы.

Рекомендации для автомеломанов

В общих случаях в автоакустике рекомендованы широкополосные акустические системы с фазоинвертором, то есть корпус акустики должен вентилироваться. Пускай басы и не будут звучать отлично, а ВЧ будут плосковаты, все же в целом звук будет вполне приемлемым для автомобильного салона.

Однако учитывая вышеуказанные недостатки широкополосные динамики не смогут удовлетворить запросы по качеству звучания, особенно при желании выделить высокие и низкие частоты. Один, пускай и универсальный излучатель не сможет компенсировать все искажения, «провалы», затухания звука в разных звуковых секторах. Хотя и существуют ситуации, когда широкополосный динамик подойдет в качестве излучателя, ценители чистого и объемного звука откажутся от такой системы.

Более надежной, качественной, хотя и дешевой альтернативой первому варианту могут выступить коаксиальные модели. Принципиальное отличие данной системы от широкополосных излучателей — это воспроизведение каждой звуковой области своим динамиком.

Подводя итог, следует понимать, что любая универсальная система, от которой требуется воспроизведения звука в широком диапазоне, будет в той ил иной мере искажать звук. Именно поэтому использование оригинальных материалов для изготовления диффузоров, конструктивных особенностей корпусов широкополосных динамиков, а также применение электронных настроек позволяет добиться максимального результата в указанных условиях.

Широкополосные динамики вобрали в себя все лучшее в области акустических технологий, поэтому оптимальны в соотношении цена/качество, а потому — наиболее по-прежнему популярны, несмотря на ряд очевидных недостатков.

И наш совет прост — берите компонентные системы. Вы тогда получите удовольствие от звука.
 

Добавить комментарий

Что бы вы хотели почитать?

Итоги

Последние комментарии

  • Нужна еще граничная частота Подробнее...
    By Павел Сайк
  • Отписались )))) Подробнее...
    By Павел Сайк
  • Доброго дня. Вижу нашли фотки нашего древнего прот... Подробнее...
    By Ivan K
  • Помню как то один товарищ попросил рассказать в Фи... Подробнее...
    By sergey_privacy
  • Видимо имели в виду последовательну ю RC цепь вклю... Подробнее...
    By Виктор9000
Наверх