Как согласовать динамики с разной чувствительностью

Обновлено: 25.06.2024

Эта статья базируется на статье Джонатана Вайса, основателя Oswald Mill Audio (ΩMA). Как оказалось, ΩMA и Audio Note UK (АН) придерживаются одинаковой философии, когда дело касается изготовления одних из самых лучших аудио продуктов.
Ключевая разница заключается в том, что ΩMA специализируется на изготовлении рупорных АС, а АН нашла способ создавать высокочувствительную акустику, которая работает без ограничений рупоров (размеры и направленность в числе ключевых).

Однако, обе компании ΩMA и АН соглашаются что высокочувствительная акустика являются ключевым элементом хорошего звука. И вот почему…

О важности акустических систем с большой чувствительностью

Давайте поговорим об акустике, потому это как раз то, что мы и слушаем в своих аудио системах.

Акустическая система, это преобразователь - она трансформирует электрический сигнал (такой как музыка или голос) в поступательное движение конуса или диафрагмы, в общем того что двигает воздух и генерирует звуковые волны.

Это очень простая система, вы и сами это делаете, но органически - электрический сигнал из вашего мозга идет на ваши голосовые связки, которые вибрируют и издают звук, которые иногда довольно вразумителен.

Акустические системы невероятно неэффективны. Типичная современная “хай-энд” акустика (85дБ/1Вт/1м@4Ом) эффективна на 0.1% !
Это значит что на каждые входные 1000Вт мощности, у нас на выходе всего 1 акустический ватт. Акустический ватт на самом деле это довольно много звука, но возьмите к примеру акустику Audio Note HE (High Efficiency), которая эффективна на 4% (98дБ/1Вт/1м@8Ом) или производящую в 40 раз больше звука чем обычная акустика из того же подводимого сигнала

.Представьте что у нас две АС, обычная (с 85дБ) и обычная от АН (96дБ); там где обычной акустике нужно 50Вт входной мощности, такой акустике от АН нужен всего 1Вт, а высокоэффективной НЕ версии понадобится всего 0.6Вт.

Множество транзисторных усилителей способны выдать 500Вт или даже больше, мощность не такая уж и проблема (ну кроме пиков в музыке, которые могут достичь максимума на очень мощном усилителе). Проблема - температура. Когда ты закачиваешь сотни ватт мощности в тонюсенький провод, которые находится в звуковой катушке на конце каждого конуса, он сильно нагревается. Этот нагрев вызывает “тепловое сжатие”, которое создает искажения, чем громче играет АС.

Все акустические системы работают от усилителя, для усиления электрического сигнала идущего от источника, будь это микрофон, магнитофон, CD диск или ЦАП. У усилителя должно хватать мощности, что бы раскачать АС до нужного звукового давления (SPL).

Мощность усилителя выражается в ваттах, а SPL измеряется в децибелах. Шкала децибел может ввести в заблуждение, потому что она не линейная, а логарифмическая. Каждые 3дБ прироста звукового давления (SPL), которые по сути будут самой малой величиной разницы которую вы сможете расслышать, требуют удвоения мощности усилителя. И если вы захотите удвоить воспринимаемый звуковой уровень, вам необходимо увеличить на 10дБ уровень звукового давления (SPL). Вот эти 10дБ потребуют в 10 раз больше мощности усиления. Скажем, если вы слушаете музыку на обычном уровне 88дБ и захотите сделать погромче до 98дБ, это потребует от вашего усилителя выходной мощности вместо 50Вт уже 500Вт. Музыкальные пики, как например, симфонический оркестр или рок могут сами по себе выходить за 20дБ. Это скорей всего переведет ваш усилитель в красную зону.

Что же это значит на самом деле - что с обычными АС у вас должен быть чрезвычайно мощный усилитель, что бы играть на одной и той же громкости, что и маломощный, но с высокоэффективной акустикой. Большой усилитель будет надрываться, а маломощный нет. Этот факт имеет далеко идущие последствия.

Потому как транзисторные усилители и каждый ватт выдаваемой ими мощности стали лишь дешевле (особенно с цифровыми усилителями Д класса), производители АС снизили эффективность своих изделий, что позволило малым динамикам играть очень низкий бас (крайне важный для маркетинга и журнальных обзоров) и помещаться в соответствующие малые объемы корпусов. Транзисторные усилители созданы выдавать грубую мощь, у них нет утонченности, детальности и живости лучших ламповый усилителей, в особенности триодных, мощность которых обычно менее 10-20Вт. Эти ламповые усилители спроектированы играть уже от самого первого ватта и именно его вы и будете слушать большую часть времени (на рупорах). Остальные ватты лишь резерв.

Между первым ваттом одноактного триодного усилителя и 100Вт+ транзисторного или даже лампового двухтактная лежит пропасть. И только с высокочувствительной акустикой вы сможете оценить истинную красоту и игру лучших подобных одноактных усилителей.

Отдельного внимания при подборе акустики к усилителю заслуживают электрические характеристики, про которые редко пишут в журналах. Помимо импеданса, очень важным параметром, влияющим на качество воспроизведения звука и в особенности баса, является коэффициент демпфирования. Акустика и усилитель создают вместе электрическую цепь, фигурально выражаясь это двухсторонняя дорога. У каждого НЧ динамика есть свой коэффициент демпфирования, сила необходимая для восстановления равновесия динамика после его сдвига. Выходные каскады усилителей могут иметь довольно разные его значения.

Низкоэффективная акустика может воспроизвести много баса с малых НЧ динамиков, увеличивая их ход, соответственно им нужны очень свободные подвесы способные удержать его на месте - материал, которым крепится конус динамика к своему корпусу динамика или корзине. Таким НЧ динамикам нужен большой коэффициент демпфирования для плотного контроля.

Высокоэффективные динамики АН больше, имеют жесткие и легкие бумажные конуса с большими магнитами и имеют очень малый ход. Им необходим малый коэффициент демпфирования, что обычно и дают одноактные триодные и другие маломощные ламповые усилители.

Динамика является одной из самых важных характеристик, которая, к примеру, заставляет воспроизводимую музыку звучать натурально. Удивительно, но в мире аудио со всеми обычными тестами вроде амплитудно-частотной характеристики, акустическими и электрическими фазовыми замерами, трехмерных графиков временных замеров и т.д. не существует никаких измерений динамики. Акустика АН к примеру способна воспроизвести реалистичную динамику.

Выбор усилителей, которые могут быть использованы с высокоэффективной акустикой безграничен. Искажения от этого радикально уменьшаются. Звук же просто завораживает.

Вот тут некоторые неравнодушные к звуку Личности пишут сказки.
Я не сказочник, но как-то обмолвился о своём методе согласования динамиков. Последнее время был сильно занят на работе, но сейчас появился чуток времени, чтобы выполнить обещание.
Сразу скажу, что эта тема не в противовес сказке, а скорее, моё видение данной проблемы.
Второе - это не интерактивная сказка. Список проблемных вопросов поставлен и на них будет дан ответ. Можете вставлять свои дополнения, но статья написана по первоначальным вопросам.

Итак, первая часть:
---
Фазовое и временнóе согласование динамиков на частоте раздела полос.

  • Спектр сигнала BURST 100 Гц 5 периодов
  • Cигнал BURST, прошедший через фильтр НЧ и ВЧ 1-го порядка
  • Cигнал BURST, прошедший через фильтр НЧ и ВЧ 2-го порядка
  • Cигнал BURST, прошедший через фильтр НЧ и ВЧ 3-го порядка
  • Cигнал BURST, прошедший через фильтр НЧ и ВЧ 4-го порядка
  • ФЧХ фильтра Линквитца 2-го порядка
  • ФЧХ фильтра Баттерворта 2-го порядка
  • ФЧХ фильтра Баттерворта 2-го порядка с разнесёнными частотами
  • Какой временной вид имеет сигнал BURST при оптимальных фильтрах?
  • Как лучше согласовывать временные задержки – по сигналу BURST или по фазовой характеристике?

Пункт 1. Спектр сигнала тоновой посылки с заполнением 100 Гц и длиной 5 периодов (50мс) не является узкополосным. Измеряю его с помощью программы Спектралаб вживую. Формирую сигнал, соединяю вход звуковой карты с выходом и провожу измерения:

Как видим, спектр сигнала сплошной и содержит частоты даже в 100 раз выше, чем частота основного тона.
Очень интересен тот факт, что в спектре сигнала существуют частоты, гораздо ниже основной частоты. Прекрасно видно нижние гармоники 10, 30, 50, 70 герц. Этот факт известен, но внимание ему уделяют недостаточное. Пока просто отметим это как данность.
Вывод номер один: Сигнал тоновой посылки имеет широкий сплошной спектр. Анализировать прохождение сигнала тоновой посылки через любую систему нужно, учитывая полосу частот минимум в 100 раз выше и в 10 раз ниже, чем сигнал основного тона. В математическом анализе и при измерениях сигнал тоновой посылки можно заменять другим сигналом со сплошным спектром (белый или розовый шум, свип-тон).

Давай, Илья! Тем более, что большее кол-во мнений и анализов пойдет на пользу при попытке понять физику процесса (по крайней мере на графиках).
Ну а как это в авто, это уже . потом!

Вывод номер один:1. Сигнал тоновой посылки имеет широкий сплошной спектр. 2.Анализировать прохождение сигнала тоновой посылки через любую систему нужно, учитывая полосу частот минимум в 100 раз выше и в 10 раз ниже, чем сигнал основного тона. 3. В математическом анализе и при измерениях сигнал тоновой посылки можно заменять другим сигналом со сплошным спектром (белый или розовый шум, свип-тон).

Игорь Петрович! Ты в своей сказке "умничай", и кстати что-то ты медленно пишешь (меряешь). Давай уже кратинки фильтров!
Не мешай!

Пункт 2. Самый лёгкий. Фильтры НЧ и ВЧ первого порядка. По сути – просто один конденсатор и один резистор (для активных фильтров) или один конденсатор и одна индуктивность (для пассивных фильтров).
Рассчитал все фильтры я с помощью программы Filter Wiz Pro 3.0 Для наглядности все фильтры рассчитаны на частоту 100 Гц, но с небольшими оговорками.
Вот вид синусоиды, прошедшей через оба фильтра, а также сумма сигналов с выходов фильтров НЧ и ВЧ:

Все обозначения есть в подписях, ноя поясню:
Синий график – это входной сигнал. Красный график – сигнал на выходе фильтра НЧ. Зелёный график – сигнал на выходе фильтра ВЧ (для удобства график сдвинут на 10мВ вверх). Фиолетовый график – сумма сигналов с обоих фильтров.
График изменения фазы от частоты также прилагается.

Здесь красный график – АЧХ и ФЧХ фильтра нижних частот, синий график – АЧХ и ФЧХ фильтра верхних частот, зелёный – их сумма.
Почему сумма? Это пример того, какой звуковой сигнал будет доходить до слушателя, если динамики нижней и верхней полосы имеют одинаковую чувствительность и расстояние от слушателя до каждого из динамиков одинаковое. Припоминаете? Это именно тот идеальный случай, какой мы ищем при настройке многоканальной системы.

Что значат эти графики? Очень многое.
Первое: на частоте раздела полос сигналы фильтров НЧ и ВЧ неодинаковые. Сигнал ВЧ фильтра опережает сигнал НЧ фильтра на четверть периода. На графике ФЧХ это видно как +-45 градусов на частоте 100 Гц.
Второе: из-за разной фазы сигнала суммарный сигнал (доходящий до слушателя) не в два раза больше, чем каждое слагаемое, а только в 1,41 раза. Это видно по АЧХ, где на частоте раздела фильтры имеют ослабление -3дБ.
Третье: сумма сигналов фильтров полностью повторяет входной сигнал. АЧХ и ФЧХ суммарного сигнала напоминает линейку из параллельной сказки. Идеальный случай.

Вывод номер два: сигналы на выходе фильтров могут не совпадать по времени даже при фильтрации первым порядком и получении идеального сигнала для слушателя. Дальше этот вывод проверим на других фильтрах.

Пункт 3. Самый тяжёлый. Потому, что нужно учитывать тип фильтра. Он кардинально изменяет всю картину. Поэтому делаю отсев применяемого фильтра.
Аппроксимацию по Бесселю сейчас рассматривать не буду. Крутизна фильтра даже четвёртого порядка ненамного выше, чем первого и в акустике он применяется очень редко.
Фильтр Баттерворта самый распространенный. Его рассмотрю очень подробно и обсосу со всех сторон.
Фильтр Чебышева имеет неравномерность в полосе пропускания и мне в акустике ни разу не встречался.
Эллиптические фильтры иногда применяются для фильтрации низко порезанной пищалки, но звук у них ужасный.
Инверсный Чебышев реализуется при высоком порядке и относится к экзотике. Его не трогаю.
А модификацию Линквица – Рили рассмотрю подробно. Почему – узнаете.

Начну с фильтра второго порядка Баттерворта. Здесь придётся инвертировать фазу высокочастотного звена, так как на частоте раздела фильтра второго порядка сдвиг фазы на выходах фильтров НЧ и ВЧ равен +-90 градусов и динамики работают в противофазе.
Смотрите сами:

Цвета такие: Синий – входной сигнал, Красный – выходной сигнал фильтра НЧ, Зелёный – выходной сигнал фильтра ВЧ, Чёрный сумма сигнала фильтра НЧ и инвертированного сигнала фильтра ВЧ.
Также частотные графики:

Красный – соответственно НЧ, синий – ВЧ, фиолетовый – сумма НЧ и инвертированного ВЧ.
Что вижу?
Первое: Динамики обоих полос при инверсии верхней полосы работают синфазно. Это хорошо.
Второе: Сумма сигналов фильтров НЧ и ВЧ на частоте раздела больше, чем входной сигнал. Виден явный горб +3дБ на графике АЧХ. Почему это происходит? Да потому, что фильтры Баттерворта на частоте раздела ослабляют сигнал на 3дБ, или в 0,707 раз. А при синфазной работе их сумма будет в 1,41 раза больше чем входной сигнал. Это известная особенность фильтров Баттерворта.
Третье: суммарный сигнал ни по фазе, ни по форме, ни по амплитуде не повторяет входной. В таком виде фильтр Баттерворта применить для фильтрации акустики нельзя.
А ведь это самые распространённые фильтры! Стоят в каждом усилителе!

Вывод номер три: Первое: Фильтр второго порядка требует переворота фазы ВЧ канала. Второе: Динамики на частоте раздела работают синфазно, поэтому нужен фильтр, дающий ослабление 6дБ на этой частоте. Третье: Фильтры Баттерворта не годятся для музыки ни под каким соусом.

Понимание одной из самых важных, но запутанных характеристик динамика

Если есть одна характеристика колонок, на которую стоит обратить внимание, это рейтинг чувствительности. Чувствительность говорит вам, какую громкость вы получите от динамика с заданным уровнем мощности. Это может повлиять не только на выбор динамика, но и на выбор стерео ресивера/усилителя. Чувствительность является неотъемлемой частью динамиков Bluetooth, звуковых панелей и сабвуферов, даже если эти продукты могут не соответствовать спецификации.

Что означает Чувствительность

Чувствительность динамика становится понятной, если вы понимаете, как она измеряется. Начните с установки измерительного микрофона или измерителя уровня звукового давления точно на расстоянии одного метра от передней части динамика. Затем подключите усилитель к динамику и воспроизведите сигнал; Вам нужно отрегулировать уровень, чтобы усилитель подал на динамик только один ватт . Теперь наблюдайте результаты, измеренные в децибелах (дБ), на микрофоне или SPL-метре. Это чувствительность динамика.

Чем выше рейтинг чувствительности динамика, тем громче он будет играть при определенной мощности. Например, некоторые динамики имеют чувствительность около 81 дБ или около того. Это означает, что с одним ваттом мощности они будут обеспечивать лишь умеренный уровень прослушивания. Хотите 84 дБ? Вам понадобится два ватта – это связано с тем, что каждые дополнительные 3 дБ громкости требуют удвоенной мощности. Хотите достичь хороших и громких пиков в 102 дБ в вашей системе домашнего кинотеатра? Вам понадобится 128 Вт.

Измерения чувствительности в 88 дБ примерно равны средним. Все, что ниже 84 дБ, считается довольно плохой чувствительностью. Чувствительность 92 дБ или выше очень хорошая и ее следует искать.

Эффективность и чувствительность одинаковы?

Эффективность – это количество энергии, поступающей в динамик, которая фактически преобразуется в звук. Это значение обычно составляет менее одного процента, что говорит о том, что большая часть мощности, передаваемой на громкоговоритель, заканчивается в виде тепла, а не звука.

Как измерения чувствительности могут меняться

Редко производитель колонок подробно описывает, как они измеряют чувствительность. Большинство предпочитают рассказывать вам то, что вы уже знаете; Измерение было сделано при одном ватте на расстоянии одного метра. К сожалению, измерения чувствительности могут быть выполнены различными способами.

Многие предпочитают оценивать чувствительность, проводя измерения АЧХ динамиков при заданном напряжении. Затем вы должны усреднить все точки данных ответа между 300 Гц и 3000 Гц. Этот подход очень хорош для получения воспроизводимых результатов с точностью до 0,1 дБ.

Но тогда возникает вопрос о том, были ли измерения чувствительности сделаны безэховыми или в комнате. Безэховое измерение учитывает только звук, излучаемый динамиком, и игнорирует отражения от других объектов. Это любимая техника, так как она повторяется и точна. Тем не менее, измерения в комнате дают вам более реалистичную картину уровней звука, излучаемых динамиком. Но измерения в комнате обычно дают вам дополнительные 3 дБ или около того. К сожалению, большинство производителей не говорят вам, являются ли их измерения чувствительности безэховыми или в комнате – лучший случай, когда они дают вам оба, чтобы вы могли убедиться в этом сами.

Какое это имеет отношение к звуковым панелям и динамикам Bluetooth?

Но номиналы мощности для этих продуктов практически не имеют смысла по трем причинам:

Допустим, звуковая панель мощностью 250 Вт выдает 30 Вт на канал при фактическом использовании. Если звуковая панель использует очень дешевые драйверы – давайте перейдем к чувствительности 82 дБ – тогда теоретический выходной сигнал составляет около 97 дБ. Это был бы довольно удовлетворительный уровень для игр и боевиков! Но есть только одна проблема; эти драйверы могут выдерживать только 10 Вт, что ограничит звуковую панель до 92 дБ. И это не достаточно громко для чего-то большего, чем просто просмотр телевизора.

Если на звуковой панели установлены драйверы с чувствительностью 90 дБ, вам потребуется всего восемь ватт, чтобы подтолкнуть их к 99 дБ. И восемь ватт мощности гораздо меньше способствуют тому, что драйверы выходят за их пределы.

Логический вывод, который следует сделать, заключается в том, что продукты с внутренним усилением, такие как звуковые панели, динамики Bluetooth и сабвуферы, должны оцениваться по общей громкости , которую они могут выдавать, а не по чистой мощности. Оценка SPL на звуковой панели, динамике Bluetooth или сабвуфере имеет смысл, поскольку дает реальное представление о том, каких уровней громкости могут достичь продукты. А рейтинг мощности нет.

Вот еще один пример. Сабвуфер VTF-15H от Hsu Research имеет 350-ваттный усилитель и выдает в среднем 123,2 дБ SPL между 40 и 63 Гц. Сабвуфер Sunfire Atmos – гораздо меньший по размерам, но гораздо менее эффективный – имеет усилитель мощностью 1400 Вт, но в среднем составляет всего 108,4 дБ SPL в диапазоне от 40 до 63 Гц. Очевидно, что мощность не рассказывает историю здесь. Это даже близко не подходит.

По состоянию на 2017 год не существует отраслевого стандарта для рейтингов SPL для активных продуктов, хотя существуют разумные практики. Один из способов сделать это – довести продукт до максимального уровня, которого он может достичь, прежде чем искажение станет нежелательным (многие, если не большинство, звуковые панели и динамики Bluetooth могут работать на полной громкости без нежелательных искажений), а затем измерить выходной сигнал на одном метре. используя сигнал розового шума -10 дБ. Конечно, решение о том, какой уровень искажения нежелателен, субъективно; производитель может вместо этого использовать фактические измерения искажений, сделанные в драйвере динамика.

Очевидно, что отраслевой группе необходимо разработать методики и стандарты для измерения активного выхода аудиопродуктов. Это то, что произошло со стандартом CEA-2010 для сабвуферов. Благодаря этому стандарту мы теперь можем получить очень хорошее представление о том, насколько громко будет звучать сабвуфер.

Чувствительность всегда хороша?

Вы можете удивиться, почему производители не производят настолько чувствительные колонки, насколько это возможно. Обычно это связано с необходимостью компромиссов для достижения определенных уровней чувствительности. Например, конус в сабвуфере/драйвере может быть освещен для улучшения чувствительности. Но это, вероятно, приводит к более гибкому конусу, который увеличил бы общее искажение. И когда инженеры-докладчики пытаются устранить нежелательные пики в отклике докладчика, им обычно приходится снижать чувствительность. Таким образом, именно такие аспекты должны сбалансировать производители.

Но, учитывая все обстоятельства, выбор динамика с более высоким рейтингом чувствительности обычно является лучшим выбором. Вы можете заплатить немного больше, но в конечном итоге это будет стоить того.

Эта статья базируется на статье Джонатана Вайса, основателя Oswald Mill Audio (ΩMA). Как оказалось, ΩMA и Audio Note UK (АН) придерживаются одинаковой философии, когда дело касается изготовления одних из самых лучших аудио продуктов.
Ключевая разница заключается в том, что ΩMA специализируется на изготовлении рупорных АС, а АН нашла способ создавать высокочувствительную акустику, которая работает без ограничений рупоров (размеры и направленность в числе ключевых).

Однако, обе компании ΩMA и АН соглашаются что высокочувствительная акустика являются ключевым элементом хорошего звука. И вот почему…

О важности акустических систем с большой чувствительностью

Давайте поговорим об акустике, потому это как раз то, что мы и слушаем в своих аудио системах.

Акустическая система, это преобразователь - она трансформирует электрический сигнал (такой как музыка или голос) в поступательное движение конуса или диафрагмы, в общем того что двигает воздух и генерирует звуковые волны.

Это очень простая система, вы и сами это делаете, но органически - электрический сигнал из вашего мозга идет на ваши голосовые связки, которые вибрируют и издают звук, которые иногда довольно вразумителен.

Акустические системы невероятно неэффективны. Типичная современная “хай-энд” акустика (85дБ/1Вт/1м@4Ом) эффективна на 0.1% !
Это значит что на каждые входные 1000Вт мощности, у нас на выходе всего 1 акустический ватт. Акустический ватт на самом деле это довольно много звука, но возьмите к примеру акустику Audio Note HE (High Efficiency), которая эффективна на 4% (98дБ/1Вт/1м@8Ом) или производящую в 40 раз больше звука чем обычная акустика из того же подводимого сигнала

.Представьте что у нас две АС, обычная (с 85дБ) и обычная от АН (96дБ); там где обычной акустике нужно 50Вт входной мощности, такой акустике от АН нужен всего 1Вт, а высокоэффективной НЕ версии понадобится всего 0.6Вт.

Множество транзисторных усилителей способны выдать 500Вт или даже больше, мощность не такая уж и проблема (ну кроме пиков в музыке, которые могут достичь максимума на очень мощном усилителе). Проблема - температура. Когда ты закачиваешь сотни ватт мощности в тонюсенький провод, которые находится в звуковой катушке на конце каждого конуса, он сильно нагревается. Этот нагрев вызывает “тепловое сжатие”, которое создает искажения, чем громче играет АС.

Все акустические системы работают от усилителя, для усиления электрического сигнала идущего от источника, будь это микрофон, магнитофон, CD диск или ЦАП. У усилителя должно хватать мощности, что бы раскачать АС до нужного звукового давления (SPL).

Мощность усилителя выражается в ваттах, а SPL измеряется в децибелах. Шкала децибел может ввести в заблуждение, потому что она не линейная, а логарифмическая. Каждые 3дБ прироста звукового давления (SPL), которые по сути будут самой малой величиной разницы которую вы сможете расслышать, требуют удвоения мощности усилителя. И если вы захотите удвоить воспринимаемый звуковой уровень, вам необходимо увеличить на 10дБ уровень звукового давления (SPL). Вот эти 10дБ потребуют в 10 раз больше мощности усиления. Скажем, если вы слушаете музыку на обычном уровне 88дБ и захотите сделать погромче до 98дБ, это потребует от вашего усилителя выходной мощности вместо 50Вт уже 500Вт. Музыкальные пики, как например, симфонический оркестр или рок могут сами по себе выходить за 20дБ. Это скорей всего переведет ваш усилитель в красную зону.

Что же это значит на самом деле - что с обычными АС у вас должен быть чрезвычайно мощный усилитель, что бы играть на одной и той же громкости, что и маломощный, но с высокоэффективной акустикой. Большой усилитель будет надрываться, а маломощный нет. Этот факт имеет далеко идущие последствия.

Потому как транзисторные усилители и каждый ватт выдаваемой ими мощности стали лишь дешевле (особенно с цифровыми усилителями Д класса), производители АС снизили эффективность своих изделий, что позволило малым динамикам играть очень низкий бас (крайне важный для маркетинга и журнальных обзоров) и помещаться в соответствующие малые объемы корпусов. Транзисторные усилители созданы выдавать грубую мощь, у них нет утонченности, детальности и живости лучших ламповый усилителей, в особенности триодных, мощность которых обычно менее 10-20Вт. Эти ламповые усилители спроектированы играть уже от самого первого ватта и именно его вы и будете слушать большую часть времени (на рупорах). Остальные ватты лишь резерв.

Между первым ваттом одноактного триодного усилителя и 100Вт+ транзисторного или даже лампового двухтактная лежит пропасть. И только с высокочувствительной акустикой вы сможете оценить истинную красоту и игру лучших подобных одноактных усилителей.

Отдельного внимания при подборе акустики к усилителю заслуживают электрические характеристики, про которые редко пишут в журналах. Помимо импеданса, очень важным параметром, влияющим на качество воспроизведения звука и в особенности баса, является коэффициент демпфирования. Акустика и усилитель создают вместе электрическую цепь, фигурально выражаясь это двухсторонняя дорога. У каждого НЧ динамика есть свой коэффициент демпфирования, сила необходимая для восстановления равновесия динамика после его сдвига. Выходные каскады усилителей могут иметь довольно разные его значения.

Низкоэффективная акустика может воспроизвести много баса с малых НЧ динамиков, увеличивая их ход, соответственно им нужны очень свободные подвесы способные удержать его на месте - материал, которым крепится конус динамика к своему корпусу динамика или корзине. Таким НЧ динамикам нужен большой коэффициент демпфирования для плотного контроля.

Высокоэффективные динамики АН больше, имеют жесткие и легкие бумажные конуса с большими магнитами и имеют очень малый ход. Им необходим малый коэффициент демпфирования, что обычно и дают одноактные триодные и другие маломощные ламповые усилители.

Динамика является одной из самых важных характеристик, которая, к примеру, заставляет воспроизводимую музыку звучать натурально. Удивительно, но в мире аудио со всеми обычными тестами вроде амплитудно-частотной характеристики, акустическими и электрическими фазовыми замерами, трехмерных графиков временных замеров и т.д. не существует никаких измерений динамики. Акустика АН к примеру способна воспроизвести реалистичную динамику.

Выбор усилителей, которые могут быть использованы с высокоэффективной акустикой безграничен. Искажения от этого радикально уменьшаются. Звук же просто завораживает.

Всем привет! В сегодняшнем посте разберем такой параметр как чувствительность колонок: что это такое, на что влияет и насколько она важна с точки зрения эксплуатации.


Что это за параметр у акустических систем

Сложно спорить с тем, что качество звука – понятие субъективное. Например, потребляемую мощность в ваттах или создаваемое звуковое давление в децибелах еще можно измерить – пускай даже в специальной лаборатории.

Качество аудио звука – характеристика относительная. Измерить ее невозможно: нет ни эталонных единиц, которые можно хранить в плане мер и весов, ни приборов, фиксирующих субъективные ощущения слушателя.

соотношение сигнала к шуму

На качество воспроизведения существенно влияет такая характеристика как чувствительность. Это – параметр, определяющий КПД излучателей.Чувствительность звуковой колонки характеризуется как отношение звукового давления, создаваемого на определенном частотном диапазоне, при расстоянии до рабочей поверхности 1 м, при мощности 1 Вт. Измеряется этот параметр в децибелах.

Грубо говоря, колонка с высокой чувствительностью будет звучать громче колонки с низкой, при одинаковом входном сигнале.

Какая должна быть чувствительность колонки

В среднем, 90 дб, 91 дб или 92 дб – не слишком большая разница в параметрах и вполне приличный показатель для домашней стереосистемы.

Способы увеличения чувствительности

Итак, с тем, чувствительность в дб — что это, мы разобрались, как и с тем, для акустических динамиков дб, какое лучше. Осталось выяснить, как можно повысить чувствительность акустической системы, в том числе своими руками.

Так как любая колонка – электро-механический-акустический преобразователь, увеличить общий КПД такой системы можно на каждом из этапов.

Коэффициент электромеханической связи излучателя

Этот коэффициент, который обозначается BL, зависит от индукции в зазоре и длины проводников в нем – тех, на которые действует магнитное поле. Индукцию можно увеличить, повысив силу или количество магнитов, или уменьшив магнитный зазор в любой из плоскостей.


Прибавка к длине проводника возможна при наращивании количества витков катушки, что ведет к ее увеличению по диаметру. Если увеличивать эти показатели, не корректируя прочие параметры, растет чувствительность на средних и высоких частотах. НЧ остаются без изменений, поэтому данный метод для таких динамиков не подходит.

Масса подвижных частей

Снизив вес мембраны и прочих подвижных частей излучателя, можно добиться того, что она создаст большее звуковое давление, при меньшем прилагаемом усилии. Однако с улучшением таких характеристик, система в целом становится менее прочной и ее жесткость снижается.

При сильных перегрузках возможны существенные искажения звука и даже выход системы из строя. Кроме того, конструкторы ограничены используемыми материалами и технологиями: снижать массу бесконечно невозможно, не теряя при этом в прочих характеристиках.

Возможно, в будущем появятся более совершенные технологии, которые позволят создавать очень мощные колонки небольших габаритов.

Площадь излучателей

При увеличении площади диффузора, увеличивается его чувствительность. При этом снижается прочность конструкции в целом и наблюдаются искажения на высоких частотах.

Трансформация в рупор

С помощью такого способа можно заставить небольшой легкий динамик выдавать приличное звучание на низких частотах. Однако чтобы создать корпус подходящей формы, требуются серьезные познания в акустике – при несоответствии, никакого эффекта добиться не получится.

Способ самый наименее затратный, в плане расхода материалов, но самый дорогостоящий, с точки зрения разработки соответствующей конструкции.

В ряде случаев проще сразу купить хорошую акустическую систему, чем пытаться усовершенствовать некачественную. С другой стороны, это широкое поле деятельности для разного рода экспериментов, особенно если вы знаете в этом толк.

О том, что такое частотный диапазон в акустических колонках и какой показатель лучше, рекомендую почитать здесь — очень пригодиться при выборе.

Читайте также: