А дольник особенности работы головки громкоговорителя в акустическом оформлении

Обновлено: 18.05.2024

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

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

Принцип работы громкоговорителей

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

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

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

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

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

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

Виды громкоговорителей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как правильно выбрать громкоговоритель

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

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

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

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

ТОП-10 громкоговорителей

На основе отзывов пользователей мы составили рейтинг громкоговорителей. Он учитывает соотношение цены и качества акустики, а также ее надежности и удобства эксплуатации.
Первое место рейтинга занял профессиональный активный сабвуфер Apart SUBA165-W – он собрал максимальное количество положительных отзывов.

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

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

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

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

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

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

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

Без специализированного усилителя раскрыть потенциал хороших проводных наушников невозможно, ведь да.

8 лучших винтажных бобинников – выбор сезона 2021–2022 годов

Какой катушечный магнитофон купить сегодня?

Основная дилемма при выборе бобинника сегодня – новый аппарат приобрести или прошлых выпусков, котор.

10 цифро-аналоговых преобразователей – рейтинг 2021–2022 годов

Награды редакции лучшим ЦАП’ам сезона

Цифровые форматы воспроизведения музыки правят бал на современном рынке аудиотехники – бурное развит.

8 лучших Ultra HD 4K медиаплееров – выбор сезона 2021–2022 годов

Проигрыватели для видео – награды редакции

Технологии шагают по планете – видео 4К стало уже привычным форматом, а словосочетания HDR и Dolby V.

7 лучших проекторов – выбор для домашнего кинотеатра сезона 2021–2022 годов

Видеопроекционная техника – награды редакции

8 лучших активных акустических систем 2021–2022 годов

Рейтинг колонок, которым не нужен усилитель – награды редакции

8 лучших CD и SACD-плееров – рейтинг сезона 2021–2022 годов

Награды редакции проигрывателям компакт-дисков

10 лучших виниловых пластинок 2021–2022 года

При подготовке данного материала мы руководствовались не только качеством звучания вышедших в уходящ.

8 лучших многоканальных усилителей – выбор сезона 2021–2022 годов

Редакция награждает технику для домашнего кинотеатра

Главное звено высококачественного домашнего кинотеатра – конечно же, многоканальный усилитель мощнос.

9 лучших проводных полноразмерных наушников

Рейтинг новинок сезона 2021–2022 года

Бум беспроводного портативного аудио не сильно затронул позиции производителей традиционных проводны.

10 лучших стереофонических усилителей мощности – рейтинг 2021–2022 годов

Выбираем оптимальный мощник сезона

Сердце компонентной Hi-Fi/High End системы – конечно же, усилитель мощности. Выделенный аппарат, кот.

8 лучших сабвуферов 2021–2022 годов – награды редакции и рейтинг

Баса, дайте больше баса!

Пришла очередь изучить активные сабвуферы конца 2021 – начала 2022 годов, лучшие аппараты из тех, чт.

9 лучших внутриканальных наушников 2021–2022 года

Рейтинг проводных моделей сезона

Невзирая на массовое нашествие полностью беспроводных или TWS-наушников, настоящие аудиофилы по-преж.

12 лучших компьютерных игр – рейтинг 2021 года

Редакция награждает самые яркие видеоигры года

Подведение итогов года продолжается – и сегодня мы составляем рейтинг лучших компьютерных и видеоигр.

8 лучших TWS-наушников сезона 2021-2022 года

Рейтинг полностью беспроводных внутриканальных наушников

Потеряться в разнообразии обрушившегося на рынок девятого вала полностью беспроводных наушников сего.

10 лучших напольных колонок сезона 2021–2022 годов – сводный рейтинг

Большие акустические системы – награды редакции

Наше редакционное подведение итогов года в самом разгаре – теперь под микроскоп попали напольные аку.

10 лучших интегральных усилителей сезона 2021–2022 годов

Выбираем усилки по рейтингу редакции

Пришла пора изучить полные интегральные стереоусилители – самый распространенный класс техники, вмес.

8 лучших полочных колонок, которые можно приобрести в 2021–2022 году

Рейтинг небольших акустических систем и награды редакции

8 главных проигрывателей винила – рейтинг сезона 2021–2022 года

Выбираем на чём слушать винил в наступающем году

Выпуск новых моделей проигрывателей винила уже давно перестал быть экстраординарным событием – сегод.

10 лучших умных колонок – рейтинг сезона 2021–2022 года

Награды редакции смарт-спикерам

7 лучших домашних кинотеатров в одной коробке сезона 2021–2022 года

8 лучших катушечных магнитофонов, которые можно купить в 2021–2022 году

Рейтинг новых и обновленных бобинников – награды редакции

Подведение редакционных итогов сезона 2021–2022 года продолжается – и мы публикуем сводный рейтинг л.

9 лучших саундбаров – рейтинг 2021-2022 года

Награды редакции по итогам сезона

По традиции в конце каждого года мы вспоминаем наиболее интересные модели в различных категориях ауд.

8 технологичных подарков на Новый Год – светильники, роботы, клавиатуры и часы

Готовимся к 2022 загодя

Предновогодняя гонка сидит уже у всех в печёнках – пробки, суета и атмосфера какой-то тревожности. З.

Топ-8 современных портативных бумбоксов

Без кассет, но с Bluetooth и высокой мощностью

Несмотря на то, что в наши дни основным источником сигнала для портативных бумбоксов перестали быть .

Топ-8 новых кассетных магнитол

Которые можно купить в 2021 году

Несмотря на то, что крупные производители электроники продолжают игнорировать огромный интерес публи.

Топ-7 новых кассетных плееров

Вышедших на рынок в 2021 году

В отсутствие новостей от крупных производителей о выпуске продолжающих пользоваться большой популярн.

Топ-10 современных проигрывателей с прямым приводом

На любой вкус и кошелек

Десять лет тому назад, в самом начале очередного винилового ренессанса, мы с грустью вспоминали о во.

Топ-8 новейших TWS-наушников, которые обеспечивают жанровую универсальность

Рейтинг ноября 2021 года

Ноябрь месяц – сезон анонсов новых моделей техники, время распродаж и период, когда нужно «собирать .

Редкости на Авито – 8 пластинок для настоящих коллекционеров

Дорогой и редкий винил, на который стоит обратить внимание

За винилом сейчас есть где поохотиться – от eBay до inJapan, да ещё на множестве иностранных площадо.

Как сегодня купить виниловый проигрыватель дешевле 100 тысяч рублей?

Дешево и сердито – рейтинг вертушек ноября 2021 года

Сейчас разве что ленивый не говорит о виниле – формат снова на коне, почти в любом фильме прослушива.

Топ-10 десять рок-альбомов 2021 года

Впервые изданных либо перевыпущенных на виниле

В конце года каждый меломан хочет порадовать себя свежей музыкой на любимом носителе. Любители рока .

8 новейших ЦАП’ов на любой вкус и кошелек

Подборка ноября 2021 года – выбираем цифру!

В области аудиотехники на сегодня наиболее бурный прогресс заметен в секторе цифро-аналогового преоб.

Великолепная тройка — тест акустических кабелей от Chord Company

ShawlineX, Signature XL и Sarum T: выбираем в цене от 42 до 245 тысяч рублей

В нашей тестовой лаборатории – наиболее яркие представители акустических соединителей Chord Company .

10 самых экстравагантных колонок — рейтинг осени 2021 года

Когда в погоне за звуком все средства хороши

В процессе конструирования акустических систем, особенно если для разработчиков конечная цена не игр.

8 лучших ресиверов для домашнего кинотеатра – рейтинг октября 2021 года

Строим самый современный Home Cinema

Топ-8 новых коробок с синглами на виниле

Которые можно купить, чтобы не гоняться за хитами по всем альбомам

Настоящие любители винила обязательно выделяют в своих коллекциях особое место под синглы, выпускавш.

8 дешевых ЦАП’ов из Китая – можно ли в 2021 купить звук за 6 000 – 27 000 рублей?

Как собрать современный цифровой тракт без больших затрат

На пятки известным производителям Hi-Fi/High End наступают компании из Поднебесной – китайские разра.

Топ-8 дешевых смартфонов – рейтинг октября 2021 года

Прогресс в области смартфонов уже похож на лавину – новые модели появляются каждый месяц, процессорн.

Топ-8 напольных акустических систем, которые вышли в 2021 году

Новые колонки для масштаба и баса

Именно напольные громкоговорители обеспечивают должный масштаб звуковой сцены, гарантируют оптимальн.

Топ-8 новейших усилителей, которые вышли в 2021 году

Интегральники на марше

В нашем недавнем обзоре мы составили рейтинг наиболее интересных колонок, премьеры которых состоялис.

Где искать новые студийные записи на компакт-кассетах

В отличие от поклонников катушечных магнитофонов и бобин, которые в последние годы прочно заняли мес.

Топ-8 полочных акустических систем, которые вышли в 2021 году

Осень – время поменять колонки!

Лучшее времяпрепровождение длинными осенними вечерами – конечно же, прослушивание музыки. На достойн.

Топ-10 дорогих акустических кабелей сезона 2021 года

Когда метр выходит по цене километра

Для обычного человека акустические кабели стоимостью более одного миллиона рублей за пару метров мог.

Ищем новые компакт-кассеты — гид по покупкам на осень 2021 года

12 проверенных вариантов по выбору аудиокассет

По сути, ренессанс аналоговой записи во всей её красе и мощи, сегодня можно считать сверившимся факт.

Топ-10 коллекционных и юбилейных изданий на виниле

Которыми можно порадовать себя осенью и зимой 2021 года

Выходящие в последнее время юбилейные виниловые бокс-сеты обычно быстро перекочевывают в разряд редк.

Самые дорогие компакт-кассеты, которые можно купить в 2021 году

Топ-10 раритетов аналога

Пристальное внимание, которое приковано сейчас к сегменту аналоговой аудиозаписи, не только возродил.

Топ-10 гаджетов к началу учебного года

С которыми знания залетают сами

Лет десять назад, чтобы подготовиться к новому учебному году, хватало новой одежды, рюкзака, набора .

Лучшие ресиверы августа 2021 года — строим домашний кинотеатр на любой вкус и кошелек

Камера, мотор, эффект – рейтинг лучшей AV-техники в цене от 27 до 400 тысяч рублей

AV-ресивер – это мозг и связующее звено современной медиасистемы, без которого её полноценная работа.

Лучшие мини-системы лета 2021 года - выбираем музыку на кухню и в спальню

Рейтинг 10 моделей в цене от 5 000 до 100 000 рублей

Многим кажется, что эпоха музыкальных центров давно прошла, но это не так. Да, возможно, они стали м.

Новинки аудио и видео техники августа 2021 года

Что интересного анонсировали в этом месяце из колонок, усилителей и телевизоров?

Август традиционно насыщен большим количеством релизов и анонсов. Этот год не стал исключением. Мы п.

Новинки смартфонов, планшетов и портатива — самые интересные анонсы августа 2021 года

Технологии месяца

Интеллект на запястье

Выбираем новый бумбокс сегодня – кассеты, эквалайзеры и много баса

8 любопытных моделей лета 2021 года

На фоне лучших моделей геттобластеров прошлого, конечно, новые бумбоксы выглядят не столь впечатляющ.

Топ-10 полезных гаджетов, которые помогут лучше перенести жару

Охлаждаем себя дома и в движении

Жара может превратить любой отдых в невыносимую муку под беспощадным солнцем. В итоге вместо массы п.

10 полностью беспроводных наушников-вкладышей — рейтинг лета 2021 года

Выбираем недорогие TWS-наушники в цене 4 600 – 11 400 руб.

С появлением наушников-вкладышей многие вздохнули с облегчением — прошло время постоянно скрученных .

Топ-10 бюджетных смартфонов с крутыми камерами – рейтинг июля 2021 года

Выбираем лучшее в цене 12 – 19 тыс

Фотография перестала быть прерогативой профессионалов – сегодня качественное фото может делать любой.

Топ-10 самых долгоживущих смартфонов – рейтинг лета 2021 года

Мощные батареи на марше!

Новый процессор, большой объем памяти, стильный дизайн и камера с высоким разрешением – немаловажные.

Как защититься от нежелательных звонков и спама — лучшие приложения для защиты от мошенников и рекламщиков

Укрепляем смартфон – рейтинг защитных приложений на июль 2021 года

Современные технологии перестали приносить только пользу – зачастую, ими пользуются и нечистые на ру.

Самые раритетные Sony Walkman’ы – рейтинг июля 2021 года

Возьми компакт-кассеты с собой в дорогу

На фоне ренессанса аналоговой записи и моды на компакт-кассеты растет и внимание к портативным решен.

Акции и скидки недели – на какую технику стоит обратить внимание 12 – 18 июля 2021 года

Выбираем колонки, усилители и другие компоненты

Лето – не повод забывать о любимом увлечении. На рынке сейчас представлена масса выгодных предложени.

12 лайфхаков для тех, кто хочет сэкономить на покупке техники

Выбираем Hi-Fi с умом

Заблудиться в море предложений Hi-Fi/High End аппаратуры сейчас очень легко – а ещё проще переплатит.

8 самых защищенных смартфонов — рейтинг июля 2021 года

Защищенные смартфоны, как правило, не отличаются стильным дизайном и не могут похвастаться «убойными.

Топ-10 бытовых предметов, которые должны быть в каждой квартире

Будущее на расстоянии вытянутой руки

Прогресс не стоит на месте – ещё несколько десятилетий назад роскошью для дома был телевизор и стира.

Усилители со стрелочками — рейтинг 2021 года

Единство формы и содержания – 7 новых моделей

Красота, да и только – впечатления о звучании всегда должны быть подкреплены дизайном устройства. И .

8 лучших беспроводных колонок – рейтинг июня 2021 года

От дешевых до дорогих моделей

Беспроводные АС правят бал на рынке – сегодня мало какой бренд упускает их из виду, а пользователи, .

Рейтинг лучших катушечных магнитофонов 2021 года – 8 моделей на любой кошелек

Которые можно купить сегодня

Не устанем повторять, что ренессанс катушечных магнитофонов и записей на магнитной ленте уже идет – .

В предыдущем путеводителе для начинающих меломанов, посвященном акустике помещения мы выяснили, что любая комната — своего рода резонатор, драматически влияющий на характер звучания системы. Теперь пришла пора поговорить непосредственно об источниках этого самого звучания, то есть об акустических системах.

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

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

Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением

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

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

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.

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

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.

При создании высококачественной акустики по-прежнему весьма актуальна проблема построения акустических систем (АС), обладающих широким диапазоном воспроизводимых частот и малыми нелинейными искажениями. Наибольшие искажения современных АС проявляются в области низших звуковых частот (20. 200 Гц) из-за несовершенства низкочастотных головок громкоговорителей[1], работающих вблизи резонансной частоты подвеса диффузора, и существенно нежелательного влияния акустического оформления низкочастотной головки в виде традиционного прямоугольного ящика на ее работу.

Предлагаемый вниманию читателей громкоговоритель является низкочастотным звеном такой АС. В качестве средне- и высокочастотного звена могут быть применены громкоговорители с использованием изодинамических, электростатических и др. головок, а также уже имеющиеся в распоряжении радиолюбителей обычные стереофонические АС. Как было отмечено выше, основные причины невысокого качества звучания АС в области низших звуковых частот — нелинейные искажения, вносимые низкочастотными головками, и влияние на их работу акустического оформления . Доработка головок с целью уменьшения искажений в непромышленных условиях затруднительна, здесь возможна, например, установка медных колпачков на сердечник магнитной цепи, насыщение магнитопровода, доработка подвеса диффузора и пр. Автор пошел по пути использования сдвоенных головок[2].

Для уменьшения же нежелательного влияния акустического оформления на качество звучания низкочастотной головки применил корпус сферического типа. О его преимуществах по сравнению с корпусом прямоугольной формы рассказано в [3]. Это — отсутствие дополнительных внутренних резонансов между параллельными стенками корпуса; плавность прилегающей к диффузору поверхности корпуса, ослабляющая эффект дифракции, и др. К этому можно добавить увеличение звукоизолирующей способности сферического корпуса на низших звуковых частотах из-за большей цилиндрической жесткости стенок.

Для выполнения акустического оформления в виде фазоинвертора можно использовать корпус в форме вытянутого эллипсоида вращения. Такая поверхность имеет два фокуса, вблизи которых с одной стороны размещены две коаксиально установленные низкочастотные головки, с другой — входные отверстия туннелей фазоинверторов (рис. 1). Такое решение целесообразно по энергетическим соображениям. Недостаток его — сложность изготовления корпуса эллипсоидной формы. Однако здесь радиолюбителям могут помочь рекомендации, изложенные в [3]. Громкоговоритель, изготовленный с учетом указанных соображений, имеет следующие технические характеристики (в скобках приведены значения характеристик при включении громкоговорителя в каждый канал стереофонического УМЗЧ):

Паспортная мощность, Вт	75 (150)
Номинальное электрическое сопротивление, Ом	4
Диапазон воспроизводимых частот, Гц	22..200
Уровень характеристической чувствительности, дБ-м/Вт	86 (89)
Габариты	450x850
Масса, кг	25

Конструкция громкоговорителя показана на рис. 2. Корпус эллипсоидной формы 1 изготовлен с помощью шаблона, в качестве которого можно использовать подходящие по форме надувные шары. Если объем одного шара недостаточен (внутренний объем корпуса должен быть не менее 70 л), используют два шара. При изготовлении корпуса шары обматывают бинтами, которые затем пропитывают клеем БФ-2 или эпоксидным. После получения достаточной твердой оболочки шар удаляют, а оставшиеся заготовки состыковывают так, чтобы корпус громкоговорителя соответствовал форме, показанной на рис. 2. Затем послойно оклеивают получившуюся заготовку бумажными полосами, доводя толщину стенки до 10. 15 мм. В качестве клея используют синтетический обойный клей.

После окончательной просушки заготовку покрывают слоем стеклоткани, которую пропитывают эпоксидным клеем. Затем в корпусе вырезают четыре отверстия для туннелей фазоинверторов 9. Диаметры отверстий определяют в соответствии с рекомендациями, приведенными в [4]. Для изготовления туннелей можно использовать подходящие по диаметру трубки, укрепив их в отверстиях с помощью эпоксидного клея. Снизу к корпусу с помощью эпоксидной шпатлевки приклеивают фланец 7 и гайки 3 для крепления головок 8. Изнутри корпус покрывают небольшим (2. 3 мм) слоем пластилина. После установки фланца корпус шлифуют и красят. Затем внутри верхней части корпуса размещают звукопоглощающий материал 2 (вата, поролон, стекловолокно), который закрепляют с помощью марли или сетки.

В качестве головок использованы электродинамические головки 75ГДН-1Л-4. Необходимо остановиться на технологии сборки громкоговорителя. В первую очередь, на круглом основании 5 (рис. 2), диаметр которого соответствует диаметру корпуса 1, устанавливают элементы разделительного фильтра 4, затем, сделав отводы для подключения головок, закрывают основание крышкой 6. К нижней стороне основания по его внешней окружности необходимо приклеить прокладку в виде резиновой шайбы толщиной 5. 10 мм. Такую же прокладку, но меньшего диаметра, необходимо приклеить в центре основания, и уже к этой прокладке приклеить керн нижней головки громкоговорителя 8. Далее, руководствуясь показанным на рис. 2 эскизом, следует закрепить вторую головку 8 и подключить обе головки к электрическому фильтру. После этого сверху на головки нужно надеть готовый корпус 1 и через прокладки привернуть его болтами (М5)7.

На рис. 3 приведена принципиальная схема использованных в описываемом громкоговорителе разделительных фильтров. Катушки индуктивности L1 и L2 одинаковы. Их обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 2,0 на картонных каркасах диаметром 40 и высотой 40 мм. Диаметр щечек каркаса - 120 мм, число витков катушек — 400. Конденсатор С1 состоит из нескольких конденсаторов, включенных параллельно с суммарной емкостью 160 мкФ. При включении громкоговорителей в один канал входы левого и правого каналов, а также выходы для подключения средне-, высокочастотных головок объединяют.

По субъективным оценкам описываемый громкоговоритель звучит намного лучше громкоговорителей, имеющих традиционное акустическое оформление. Частотная характеристика модуля его полного сопротивления изображена на рис. 4. Кривая 1 соответствует характеристике громкоговорителя с закрытыми отверстиями фазоинверторов, кривая 2 — с открытыми. Как видно из анализа характеристик, максимум сопротивления, соответствующий работе головок на внутренний объем громкоговорителя и находящийся в пределах воспроизводимого диапазона частот, имеет небольшое абсолютное значение и низкую добротность, что соответствует небольшому провалу АЧХ звукового давления и незначительно сказывается на работе громкоговорителя. Максимум сопротивления, соответствующий работе головок фазоинверторы, выражен сильнее, но он находится на 1 границе воспроизводимого диапазона частот и мало влияет на работу громкоговорителя. Тем не менее фазоинвертор необходимо настроить.

Максимум сопротивления на частоте 20 Гц, соответствующий работе громкоговорителя на фазоинвертор, составляет 20 Ом, а его работе на подвес головок — 7 Ом. Для настройки фазоинвертора эти максимумы желательно выравнивать. В данном случае этого можно добиться, снизив добротность резонанса фазоинвертора увеличением внутренних потерь в его туннелях. С этой целью входные и выходные отверстия туннелей можно закрыть жесткой сеткой, а внутрь их, при недостаточном демпфировании, ввести рыхлый поглощающий материал, например проволочную путанку. Операции следует проводить поэтапно, контролируя при этом АЧХ громкоговорителя. Фазоинвертор можно настроить и обычным способом, изменяя длину туннелей [5]. При включении громкоговорителя в один канал необходимо использовать головки с сопротивлением катушки 8 Ом, так как параллельное включение головок 75ГДН-1Л-4 может вывести из строя усилитель мощности. С целью дальнейшего совершенствования громкоговорителя можно ввести ЭМОС, использовать другие перспективные электродинамические головки, например, с диффузорами из вспененного никеля, или сотовые. При соответствующей отделке громкоговоритель неплохо вписывается в интерьер.

Читайте также: