Широкополосные громкоговорители realtek что это
Обновлено: 15.07.2024
Существуют и другие факторы влияющие на “характер” звучания, Но они проявляют себя в гораздо меньшей степени.
К примеру, распространено мнение, что динамики с бумажными диффузорами звучат совсем не так как с диффузорами из пластика. Частично это верно. Но только частично. Качество звучание пластиковых диффузоров непотребно выше 2,5кГц. И соответственно ими не играют ни чего выше 2,5кГц. Бумажные же диффузоры вполне прилично звучат до частот вплоть до 6-12 кГц. То есть, происходит некорректное сравнение.
Если же фильтровать бумажные динамики на частоте 2,5кГц, то разница между между ними и динамиками с пластиковыми диффузорами будет уже мало заметна. И “характер” их звучания будет очень близок.
Широкополосная акустика
Самая распространяя категория, через нее предпочитают слушать музыку порядка 95% всех людей. К этой группе можно отнести наушники, автоакустику. Так как автоакустика в большинстве случаев это не фильтрованный (нет искажений фазы) СЧ/НЧ динамик с добавлением к нему твиттера.
Общее, объединяющее всю широкополосную акустику, естественное, не утомляемое звучание. Нет искажений фазы, так как нет фильтров, которые ее крутят. В силу этого стерео звучание получается именно стереофоническим. А не причудливый псевдо-стерео-калейдоскоп. Как особенно ярко выражено у трехполосных систем. Понять, как на слух ощущаются фазовые искажения можно здесь .
Искажения фазы у широкополосной акустики происходит только в результате физического свойства самого динамика. На частоте резонанса у всех динамиков фаза уходит на опережение относительно основного сигнала.
Опережение фазы на частоте резонанса в оформлении фазоинвертор Опережение фазы на частоте резонанса в оформлении фазоинверторЭто опережение фазы будет зависеть от акустического оформления. У фазоинверторного оформления опережение фазы будет наибольшим. Важна еще масса подвижной системы, – чем “подвижка” тяжелее, тем опережение фазы будет больше.
Двухполосная акустика
Существует два основных крайних случая. Условно это ретро акустика из прошлого века, – частота соединения динамиков порядка 5-6кГц. И современный массовый “новодел”, которым забиты все салоны, – с делением головок на частоте порядка 2,5кГц.
Ретро вариант акустики в силу того, что СЧ/НЧ динамику приходится играть на очень высоких частотах, звучит по современным меркам грязновато. Но зато, в силу того, что фильтр крутящий его фазу смещен вверх, слушать музыку можно долго и вполне комфортно. Так как подобное сведение очень близко к широкополосной акустике. Зачастую ретро акустика вообще не подразумевает наличие фильтра на СЧ/НЧ динамике, и по факту больше относится к широкополосной акустике.
Массовый новодельный вариант двухполосных АС с делением порядка 2,5кГц, – звучит очень чисто. Чем производит на покупателей большое первичное впечатление. И по этой причине эта акустика хорошо впаривается. Что и является причиной, что акустикой с таким типом сведения забиты все салоны.
Она очень хорошо передает звук бьющихся стаканов. Вполне прилично играет “аудиофильский джаз” и демофонограммы из серии Реббека Пупкина . Но реальную музыку на этой акустике большинство людей слушать не могут. Утомляет она очень сильно.
Существуют промежуточные варианты, когда деление полос происходит где то посередине – на 4 кГц.
Основная проблема двухполосных АС в том, что почти всегда слушателям будет не хватать баса. Хотя если смотреть на графики АЧХ у них с НЧ все хорошо. Происходит это сразу по двум причинам:
- Типичная комната поглощает НЧ гораздо в большой степени нежели СЧ и ВЧ.
- Звуковые волны переотражаются от передней панели АС от частоты примерно 900 Гц (длины волны сопоставимы с шириной панели). Передняя панель АС отражает звуковые волны как зеркало свет. И соответственно звуковых волн от 900 Гц становится больше. А все те волны, которые ниже 900 Гц не переотражаются. И их больше не становится.
2.5 полосная акустика
У двухполосной акустики существует опция которою, принято называть 2.5 полосная акустика . Смысл ее в том, что в случаи если в АС два СЧ/НЧ динамика, один из них фильтруется как НЧ. А второй играет и СЧ и НЧ частоты.
Логика здесь в том, что таким образом повышают давление на НЧ без особых искажений фазы. Небольшое искажение фазы конечно происходит. Но приблизительно раз в десять меньше, чем у трехполосных АС.
Характер звучания 2.5 полосной акустики предельно близок к двухполосной. Но появляется вполне адекватный бас, – его становится в два раза больше чем у двухполосной акустики (два динамика играют НЧ и только один СЧ).
В редких случаях 2.5 называют акустику с двумя твиттерами. К примеру, один из популярных деревенских производителей акустики “Дали” делает:
Это создает некоторую путаницу в терминологии. Но обычно 2.5 называют акустику где два СЧ/НЧ динамика, и один из них фильтруется как НЧ. Так как у слушателей проблема обычно с количеством и качеством НЧ, а совсем не ВЧ.
Качественно воспроизводить высокие частоты, при помощи всего одного твиттера, научились еще в прошлом веке. Но видимо не все.
Как раз в прошлом веке было модно пихать много мелких динамиков в АС. В ущерб здравому смыслу и плюя на физические законы. Делалось это в большей степени для создания завлекательного внешнего вида и увеличения продаж.
Трехполосная акустика
На заре появления трехполосных АС (70-80 годы прошлого века) их использовали в основном для прослушивания рок и диско музыки. По методике, когда ручки ВЧ и НЧ вкручивались на полные обороты. А обычно ручки на усилителях были от +-12 до +-18дб. Что переводя с децибелов на разы, значит подъем-спад ВЧ и НЧ в 4-6 раз!
Трехполосную акустику ни кто в линейную АЧХ обычно не слушал. То есть, трехполосная акустика в основном применялась очень специфично, – для задирания давления на краях частотного диапазона (рок-концерт, дискотека).
Когда же потребность в задирании тембров стала неактуальной, выяснилось, что при линейной АЧХ трехполосная акустика имеет весьма сомнительное качество… С точки зрения потребителя, который хочет слушать музыку, а не бухать децибелами на низах.
Так к примеру, крупнейший производитель акустики в мире, Микролаб даже не производит трехполосных АС. Воткнуть в колонку СЧ динамик не проблема. Проблема в том, что трехполосные АС не особо востребованы, в силу их специфичного “характера” звучания.
Трехполосную акустику можно разделит на два условных класса. Ретро вариант сведения, когда полосы соединяют высоко по современным меркам. Типично это 700-1000 Гц для НЧ и СЧ полос. И 5-9 кГц для СЧ и ВЧ.
Существовали даже удивительные варианты сведения. К примеру, JBL 4312, которые называются самими продаваемыми АС компании JBL.
Динамик, который принимают за динамик НЧ категорически им не является. Частоты разделения: 1500 Гц, 7000 Гц! Какая может быть НЧ на 1500 Гц? Высокий женский голос сопрано заканчивается уже на 1100Гц.
Смотрим, какие фильтры стоят на “НЧ” динамике. На НЧ динамике фильтров вообще нет !
А на головках СЧ и ВЧ стоят простейшие фильтры. Если эти конденсаторы не поставить, – то динамики СЧ и ВЧ попросту сгорят.
Говоря объективно, – по смыслу это широкополосная акустика .
- НЧ “лопух” в 300 см, в основном воспроизводит НЧ.
- А твиттер в 1,5 см, с подвижной системой в 0,3 грамма, воспроизводит ВЧ.
Но полосы по сути не выделяются , а головки “играют” частоты, которые они естественным образом воспроизводят. АС трехполосная, но она очень условно трехполосная.
Второй тип сведения, – типичный современный массовый “новодел”.
Для новодела характерно деление НЧ и СЧ полос на 250-350 Гц. И 2-3 кГц для СЧ и ВЧ. Это собственно и все различие.
А использование кевларовых и пластиковых диффузоров это уже следствие. Так как, на этих частотах деления полос, кевлар и пластмасса вполне прилично играют. А по ряду параметров они даже предпочтительней бумаги.
Минимальные отличия в сведении трехполосных АС приводят к значительной разнице в звучании. Трехполосная акустика сама по себе вся разная. Даже у одного производителя в одной линейке. Это у трехолосных АС такой феномен, – набор нелинейностей получается очень большим. Начинают активно влиять на “характер” звучания провода и усилители.
Словосочетание, – “хорошо сведенная АС” плохо применимо к трехполосным АС .
Чуть что-то поменялось и все стало по другому.
Наглядно проиллюстрировать “новодел” может тот же JBL. Две внешне похожие модели с разницей в несколько десятилетий:
В современном мире их НЧ динамик сильно двинулся “в сторону сабвуферов” (сравните подвесы динамиков). И делится он стал уже на 450 Гц. Масса подвижной системы стала больше, и теперь этим динамиком до 1500 Гц играть не получается.
И получили классический новодел. С “огородами” эмалированных проводов и прочим “нелинейным мусором”. Остался только ретро-дизайн.
Играет трехполосный новодел очень чисто. Проблема только одна, – уровень фазовых искажений беспределен. Утомляемость при прослушивании на них реальной музыки дикая.
Для трехполосной акустики в обязательном порядке требуется специальные фонограммы для раскрытия их “потенциала”. Предлагается на них слушать “аудиофильский джаз” и демофонограммы из серии Реббека Пупкина . Поподробнее можно почитать здесь – Фонограммы создающие ощущение качества .
Для оценки качества современного трехполосного новодела предлагаю посмотреть и послушать на ней выпуски новостей и трейлеры кинофильмов. В них есть все, и сразу. Речь и музыка и интершумы…
Большинству людей будет достаточно нескольких минут, что бы понять что получаемое звучание не имеет ни чего общего, не только с высокой реальностью, но и вообще реальностью . Уровень фазовых искажений и задержек таков, что записав звучание трехполосных АС на качественный рекордер, вы ошалеете от того, как будет звучать эта запись. Примеры таких записей – слушаем фазовые искажения .
Все остальное, из серии, что лучше один большой НЧ динамик или три мелких не особо влияет на “характер” звучания АС. Так как качество баса от этого меняться не принципиальным образом. Количество же баса зависит всего от двух параметров. Площади излучателя и его рабочего хода.
Для небольших помещений (комната квартиры) проще набрать площадь излучателей НЧ несколькими динамиками. Так как в этом случаи колонки могут быть адекватной ширины и нужной высоты. В случаи если НЧ это один большой “лопух” форм-фактор АС автоматом получится в виде низенькой толстой тумбочки.
Но если вы живете в своем доме с площадью комнаты 40-80 кв.м. даже не пытайтесь набрать давление на низах мелкими НЧ динамиками. В этом случаи, давление тоже придется набирать несколькими динамиками. Но уже “лопухами” порядка 10-12 дюймов.
Добавление сабвуфера
К указанным выше типам всегда можно добавить сабвуфер. В случаи когда требуется создать большое звуковое давление в самом низу диапазона, это очень простое, и очень дешевое решение. Особенно когда качество НЧ не особо важно (дискотека-взрывы-выстрелы).
Любители же слушать музыку сталкиваются с одной и той же неизбежной проблемой. На короткое время создается ощущение, что все звучит вроде очень замечательно.
После чего приходит понимание, что-то не совсем так, и сабвувер нужно подвигать или покрутит на нем ручки. Но как сабвувер не двигать, или крутить на нем ручки, всегда получится так… Если на один трек еще можно получить хороший результат, то в общем пласте музыки – саба будет то много то мало. И фонограмма каждого конкретного трека будет очень специфическим образом преображаться.
Причина заключается в том, что фильтры сабвуферы стоят очень низко по частоте. Обычно это регулируемый второй порядок на 40-160 Гц и нерегулируемый(он всегда включен) на 300-400 Гц. В купе с тем, что сам по себе динамик сабвуфера, как это было рассказано выше, крутит фазу именно в этом месте:
Получается то, что понятие фазы у сабвуфера по сути не существует. По тому как общая суммарная накрутка фазы в диапазоне рабочих частот сабвуфера приближается к пятому порядку. Нота всего на тон выше и ниже, звучит совершенно по-разному. С сильно другой фазой, – вплоть до противофазы…. От сюда и желание в беспрерывном подкручиванием ручек на сабфуфере от трека к треку.
Много свободного времени можно потратить на перемещая саба по комнате. Сдвинул его на метр, – и вот он совершенно по другому звучит. Клиент искренне думает, что тем самым он добивается более ровной АЧХ. Но проблема совершенно не в АЧХ, а в том, что у саба фаза накручена до уровня того, что фазы у него как таковой нет. Можно покрутить на нем фазу. Во всех случаях будет плохо. Но плохо будет по-разному.
На практике большинство слушателей музыки уже через пару месяцев перестают слушать музыку с сабвуфером. Если речь идет именно о музыке.
И включают его только время от времени, для получения ощущения давления.
Что на 20 раз становится уже не особо интересно. И от сабвуфера большинство слушателей музыки стараются избавится. В этом собственно и причина большого количество предложений сабвуферов на Авито с аномально огромным дисконтом (для дорогих моделей 3-6 раза кратно ниже цены розницы).
А с создание давления у сабвуферов все замечательно. С этим никто не спорит.
Вот собственно и все варианты “характеров звучания” акустических систем при пассивной фильтрации.
И если вы выбираете акустику, то в начале выберите ее тип сведения .
Определитесь с “характером” звучания, который вам больше нравится. Трехполосная, двухполосная и широкополосная акустика эта разная акустика. И бессмысленно ее сравнивать между собой .
После того как поймете, что вы хотите, – рассматривайте варианты разного качества внутри этой группы.
Весь выбор который у вас есть, – какие искажения вам более противны. Фазовые или нелинейные. Либо те и другие, но понемногу .
5.1 или стереопара
В последнее время все чаще пользователи ПК предпочитают приобретать 5.1 акустику. Такая акустика хорошо подходит и для просмотра фильмов, и для игр, и для прослушивания музыки. Хотя меломаны и предпочитают стерео пару. Этому способствует и то, что в современных материнских платах встраивают качественные звуковые карты.
Когда я приобрел свою первую 5.1 акустику, мне пришлось покупать недорогую дискретную звуковую карту VIA, материнка могла обеспечить только стерео выход.
В играх, особенно в сетевых баталиях, объемный звук оказывает большую помощь в позиционировании источника звука, можно услышать подкрадывающегося со спины врага. Но к сожалению не все могут правильно настроить такую акустику.
жизненный путь колонок
Хочу рассказать как это сделать на примере моей, уже старенькой, но до сих пор актуальной, системы Sven SPS-860. Колонки были куплены еще в 2008 году, примерно за 3 тысячи.
Колонки подключил к материнке ASUS AM2, но так и не смог настроить хорошее звучание, виной тому, как сейчас понимаю не самый лучший аудиочип материнки, какие то посторонние щелчки в колонках, а использование аудио карты VIA было не возможно, драйверов под windows 7 64bit уже не выпускалось.
Потом использовал акустику для домашнего кинотеатра, подключив к DVD BBK, к спутниковому ресиверу и к мультимедийному проигрывателю. Дабы количество аудио входов позволяла, и общей мощности в 80 ватт вполне хватало для комнаты.
После того как приобрел ресивер Pioneer VSX-421-K. Данную акустику опять подключил к компьютеру, к этому времени я уже сменил материнку на GIGABYTE GA-P67X-UD3-B3, с аудио чипом Realtek ALC889 codec.
настройки
Аудио драйвер позволил более гибко настроить звучание акустики, особенно порадовал неизвестно откуда появившийся глубокий бас и хорошая объемность звука.
Для этого в настройках динамиков я убрал галочки с пунктов «широкополосные динамики». Многие считают что достаточно выполнить настройку в диспетчере Realtek, и не заходят во вкладку настроек динамиков, продублировать настройки, а потом спрашивают почему не работает объемный звук.
И отрегулировал в диспетчере Realtek, функцию поправки на помещение, прибавив децибел на сабвуфер и выставив расстояние до колонок.
Важно так же правильно расположить колонки по периметру. Особенно часто возникают сложности с установкой тыловой пары. Вешать на стену – далеко, я сделал на самодельных подставках, и установил за креслом на уровне головы, когда не нужны – убираю в угол. Еще один важный момент – правильное подключение полярности кабелей динамиков, + обычно провод красного цвета. Но если провода не маркируются можно воспользоваться батарейкой: если диффузор динамика двигается вперед, то к плюсу батарейки подсоединен провод идущий на плюс.
Кстати диаметр динамиков сабвуфера - 165 мм, мощность 30 вт, есть отверстие фазоинвертора, корпус выполнен из дерева. В целом сабвуфер выдает большой спектр нижних частот, в играх взрывы и выстрелы звучат очень реалистично. А вот сателлиты пластиковые, по 10 вт, но в отличии от других бюджетных моделей имеют два динамика – средне и высокочастотный. Отсюда небольшой прорыв в качестве звука в области высоких частот. Еще одна интересная возможность, это процессор виртуального 5.1-звука, это дает возможность выводить даже стереозвук со стерео входов на все 5 колонок. И не маловажная опция – после выключения настройки громкости сбрасываются на среднее значение, не оглохнешь при включении, если с вечера слушал на максимальной громкости и забыл выкрутить звук на минимум.
Мой вывод:
для комплектации игрового ПК желательно выбирать не только видеокарту, игровую мышь и клавиатуру, но и акустику 5.1, не обязательно дорогую, вполне можно уложиться в 3 тысячи. Это даст комфорт в играх, современные игры обладают не только захватывающей графикой, но и впечатляющими звуковыми эффектам, хорошо сбалансированным объемным звуком.
Так сложилось, что иногда в нашем блоге мы задеваем вопросы, вызывающие достаточно бурное, живое обсуждение на этом и других ресурсах. Полагаю, что так будет и в этот раз, так как речь пойдёт о почти философском (для некоторых людей) вопросе: преимуществах и недостатках широкополосных АС в сравнении с многополосными.
Дискуссии на тему: имеет ли размер значение , что лучше – одна широкая или много узких, сотрясает форумы филофонистов и меломанов не один год. Как и прежде я не намерен ставить в спорах точку и лишь подготовлю почву для дискуссии, подробно изложив некоторые факты, и обозначу собственное субъективное мнение о проблеме.
Отмечу, что я являюсь сторонником многополосных АС, и по ряду причин полагаю, что чем больше полос (в разумных, конечно, пределах), тем лучше. В силу изложенного выше, я могу быть несколько необъективным в оценке полярной точки зрения (но буду стараться сохранить нейтральный подход).
Суть споров
Практика применения широкополосных динамических излучателей и АС, созданных на их основе, сформировала устойчивый стереотип о том, что чем шире частотный диапазон электродинамического излучателя, тем ниже его линейность. Соответственно, у подавляющего большинства широкополосных излучателей, как правило, не очень ровная АЧХ, также для многих излучателей этого типа характерен высокий уровень гармоник и интермодуляционных искажений.
Такое мнение подтверждается целым рядом чистых, с точки зрения физики звука и психоакустики, экспериментов, проведенных за последние 40 лет. В экспериментах сравнивались широкополосные и многополосные АС. В связи с наличием серьёзных недостатков (низкая линейность компонентов, оборудованных широкополосными излучателями), подавляющее большинство производителей отказались от широкой полосы и стали выпускать многополосную акустику.
Противники многополосной акустики утверждают, что низкая линейность динамиков подобных систем с лихвой компенсируется отсутствием «ужасных фазовых искажений», «чудовищных проблем» с линейностью кроссоверов, разделяющих звук на полосы.
Иными словами: у многополосников фильтры «безбожно крутят фазу», что «ужасно» отражается на звуке. Кроме того, не редко заявляется о том, что пассивные кроссоверы способны существенно ухудшить динамические характеристики системы, снизить детальность звучания и сделать его «плоским». Перечисленные недостатки относятся в основном к пассивным кроссоверам, а недостатком активных является их стоимость.
Кроме прочего, приверженцы широкополосных АС часто апеллируют к неким магически-метафизическим особенностям влияния, воспроизведённого ими звука. В качестве демонстрации «магического» воздействия звука, издаваемого такой АС, приведу одну цитату (она вполне отражает мнение тех, кто апеллирует к «шаманизму» в этом вопросе):
«Но с другой стороны, сам не заметив, я через какое-то время я перешел от анализа звучания к прослушиванию музыки. Ставил композицию за композицией, слушал час вместо запланированных 10-15 минут. Потом появилось очень интересное ощущение — захотелось подпевать за исполнителем, попытаться сыграть аккорд за инструментом — хотя и то и другое после привычной уху самоделке на СканСпиках разбиралось с трудом =). Выключив аппаратуру, ушел в очень положительном настроении — появилось ощущение, что услышал что-то то, что никогда не слышал раньше — что именно, сказать сложно. Но — получается правы те, кто говорит о какой-то магической стороне широкополосников. »
(орфография и пунктуация сохранены)
Многополосные АС
Объективно, подавляющее большинство многополосных АС обладают рядом преимуществ. Для большинства многополосных систем с пассивными кроссоверами характерны:
- Более равномерная АЧХ, в сравнении с широкополосными системами;
- Частотный спектр, достаточный для воспроизведения всех слышимых частот (20 Гц – 20кГц против 60 – 18 000 Гц у большинства широкополосных);
- Меньшая чувствительность, но за счет этого большая линейность компонента;
- У систем высокого класса, как правило, решена проблема фазолинейности фильтров (фазовые задержки находятся за порогом человеческого восприятия).
АЧХ качественной трехполосной акустики
Как я уже отмечал, помимо сложности конструкции и цены для многополосных систем характерно наличие фазочастотных искажений. При этом следует учитывать, что этот тип искажений может быть заметен только в случае, если превышаются пороги слышимости ГВЗ (которые в области 2 кГц составляют около 1 мс). Подавляющее большинство производителей акустических систем ориентируются на этот критерий с середины 90-х по нынешнее время.
«За» и «против» широкой полосы
Несмотря на «засилье» многополосной акустики на современном рынке, не все компании отказались от разработок в области «широкой полосы». Так, например, компании В&С, BHL, P.audio, Edge и Beyma считают исследования в этой области оправданными и продолжают выпускать широкополосные динамические громкоговорители высокой чувствительности. В частности, этими компаниями были предложены технические решения, позволяющие увеличить диапазон ВЧ подобных динамиков. Это было сделано за счет использования коаксиальной конструкции излучателей и других оригинальных решений (размещение специальных диффузорных «надстроек», присоединяющихся к центральному керну динамика и пр.). Такие системы особенно популярны в автозвуке и встраиваемой акустике.
Сравнение АЧХ 2-х шмирокополосных динамиков
АС на основе таких динамиков близки к многополосным по графику АЧХ. Однако, в силу использованного принципа, все равно склонны к образованию горба в области средних и «урезанию» остальных частот, особенно в области НЧ-диапазона. Следует также отметить, что расширение спектра широкополосных динамиков в сторону НЧ неизбежно связано с увеличением площади излучателя, что, как правило, приводит инженеров в тупик.
Кроме того необходимо учитывать, что среди приверженцев подобной акустики «true-вариантом» считается применение закрытого акустического оформления. Это, в свою очередь, не даёт производителям использовать фазоинверторный тип «ящиков», который смог бы усилить низкие в общей «картине». По той же причине в таких АС используются динамики с высокой чувствительностью, что отнюдь не добавляет линейности таким системам.
Известно, что наиболее серьёзные проблемы с линейностью широкополосных излучателей отмечаются в границах частотного раздела, что и объясняет большую распространённость многополосников.
Как я ни старался быть нейтральным – не получилось. В заключение могу отметить, что мои личные впечатления от прослушивания широкополосной акустики вполне совпадают с тем, что мне доводилось читать о проблемах этих систем. Звучание изобилует средними частотами и не создаёт ожидаемой объёмной сцены, низов – нет. Иными словами, несмотря на отсутствие фазовых проблем, присущих многополосным системам, широкополосники удовлетворительными считать не могу. Нелинейность, особенно выраженная в спектрах частотного раздела, убивает все достоинства «широкой полосы».
Пока писал пост, в гости зашел знакомый звурежиссер, резюмировал: «Все утверждения, что линейный звук добывается из одного излучателя — глупость полная».
Искренне надеюсь, что среди читателей найдутся люди, которые знают, по какой ещё причине среди аудиофилов пользуется популярностью широкополосная акустика. Как я уже написал, мне не удалось быть объективным. Жду комментариев, опровергающих мою точку зрения.
В прошлый раз мы разобрались, по крайней мере, в общих чертах, в конструкции динамика. Основные ее элементы — общие для всех типов динамиков, но главное, как всегда, кроется в различиях. О них и стоит рассказать подробнее.
Широкополосник
Частотный диапазон, воспринимаемый человеческим слухом, как уже говорилось, находится в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Логичнее всего было бы иметь такой динамик, который способен воспроизвести его полностью. И такие динамики есть. Они называются широкополосными.
Вопрос в том, насколько качественно они способны работать в крайних значениях частот этого диапазона. Дело в том, что для эффективного воспроизведения низких частот диффузор классического динамика должен иметь достаточно большие размеры. Например, для частоты 40 Гц его диаметр должен быть около 30 см. Это достаточно просто реализовать.
Широкополосный динамик ScanSpeak 10F/4424G00
Но на высоких частотах такой диффузор попросту не сможет «успевать» передавать колебания всей своей поверхностью. Именно поэтому чаще всего широкополосные динамики являются результатом компромисса.
Для качественного воспроизведения верхней части частотного диапазона в центр диффузора широкополосника зачастую вклеивается дополнительный высокочастотный диффузор — «рупорок» (конус-визер, «дудка»), который способен воспроизводить «быстрые» колебания в то время, как основной, большой диффузор работает гораздо медленнее.
Применяемые в аудиофильских системах широкополосники — предмет серьезных инженерных разработок, граничащих с искусством. Здесь используются материалы с максимально возможными параметрами, ноу-хау, позволяющие все-таки получить полнодиапазонный драйвер.
Широкополосный динамик Lii Audio 2PCS Fast-10
Наиболее проблемным для широкополосного динамика является воспроизведение крайних частот слышимого диапазона. Если широкополосник способен работать в диапазоне 60–16000 Гц с неравномерностью ± 10 дБ — это уже неплохой результат.
При этом в связи с простотой конструкции и отсутствием фильтров (кроссоверов) акустическая система с широкополосником способна демонстрировать высокую чувствительность — от 90–92 дБ и выше. Это делает колонки с широкополосными динамиками особо востребованными среди любителей ламповых усилителей, имеющих, как правило, ограниченную мощность.
В связи с этим голосовые катушки таких широкополосников обладают повышенным сопротивлением. Общепринятые значения для всех остальных динамиков, предназначенных для установки в акустические системы — от 2 до 8 Ом.
Кроме того, именно широкополосный динамик максимально приближен по своим параметрам к точечному источнику звука — идеальному акустическому объекту с точки зрения его локализации. Направление на источник в таком случае определяется слушателем максимально точно. Такой излучатель позволяет создать самую точную стереосцену (звуковую сцену), поскольку источник звука в стереоканале — всего один и он имеет минимальную площадь.
С другой стороны, простейшая колонка с широкополосником — самое дешевое решение, но говорить о полнодиапазонном воспроизведении в этом случае не приходится.
Твитер
Понятно, что, если трудно воспроизвести весь диапазон одним излучателем, есть смысл разделить этот диапазон на несколько частот, в каждой из которых будет работать отдельный динамик. За верхние частоты в этом случае отвечает твитер (пищалка).
Этот динамик должен иметь диффузор (мембрану) небольшой площади, но достаточно жесткий и максимально легкий, ведь полоса излучения твитера, в большинстве случаев, не ниже 1,5 кГц. Среди динамиков наибольшее распространение получил купольный твитер. В нем центральное тело диффузора или элемент, который в полноразмерном динамике называется пылезащитным колпачком, занимает практически всю площадь излучающей поверхности.
Твитер колонки Apple HomePod
Мембрану купольного твитера чаще всего делают из ткани с пропиткой, повышающей ее жесткость. Применяют и более жесткие материалы, лучшим из которых по праву считается бериллий.
Важный параметр твитера — это частота его собственного резонанса. Разработчики стремятся к тому, чтобы она находилась ниже полосы его воспроизведения. В этом случае пищалка звучит максимально точно. Дело в том, что на частотах, близких к резонансу, комплекс усилитель-динамик начинает работать некорректно, «идет в разнос», и система становится плохо управляемой.
Результат — искажения, причем в той частотной области, в которой наш слух к ним особенно чувствителен. Выход оказался прост: кроссовер — устройство, ограничивающее частотный диапазон работы твитера, «обрезает» частоты его собственного резонанса, расположенные ниже рабочего диапазона твитера, который начинается, как правило, от 2–3 кГц.
Твитер с алмазной мембраной Seas Excel E0100-04
Второе требование к твитеру — повышенная верхняя граничная частота воспроизведения. В оптимальном случае она должна превосходить верхний частотный порог слышимого диапазона, т.е. быть выше 20 кГц. Казалось бы, зачем выше, если на этих частотах мы уже не слышим ничего?
Расширенный вверх предел частотного диапазона позволяет твитеру воспроизводить так называемые верхние гармоники, формируя максимально точное звучание высоких частот. До какого предела должен иметь возможность работать твитер — а зачастую высказываются мнения о величинах в 40, а то и в 60 кГц — вопрос, являющийся предметом дискуссий.
Названные два требования к конструкции твитера являются взаимоисключающими. Для понижения резонанса необходимо делать мембрану большего размера и веса, а для повышения верхней границы АЧХ — наоборот. Выход — максимальное соотношение жесткости и массы мембраны твитера, за которое и идет технологическая борьба.
Среднечастотный динамик
Динамик, который играет средние частоты (его еще иногда называют мидренч или, правильнее, мидрейндж — этот термин, от английского midrange speaker, пришел из автозвука), обычно наиболее близок по конструкции к классическому динамику. Важно, что этот динамик воспроизводит именно тот диапазон частот, в котором располагается человеческий голос и на котором наш слух особенно чувствителен к искажениям.
Пример поведения динамика, замеры получены лазерным интерферометром
Ахиллесовой пятой среднечастотника является эффект появления специфических деформаций диффузора — так называемой изгибной волны, когда периферическая область диффузора не успевает за движениями центральной зоны, где крепится голосовая катушка. То есть разные зоны диффузора (кстати, расположенные, как правило, пятнами, а не концентрически, как следовало бы из логики процесса) колеблются не синфазно — одни участки отстают от других.
Звучание становится «рыхлым», неточным. Значит, диффузор должен быть максимально жестким. Если решать проблему в лоб — получим действительно жесткий диффузор, который будет весить так много, что не сможет звучать. Поэтому, как и в твитере, и в широкополоснике, в конструкции диффузора заложен сложнейший компромисс — между жесткостью и легкостью.
Среднечастотный драйвер Morel SCM 634 с карбоновым диффузором
Для колонок высокого класса конструкция диффузоров — важнейший момент. В экзотических вариантах среднечастотники (так же, как и твитеры, но гораздо реже) получают диффузор из бериллия. Но гораздо чаще в среднечастотниках можно видеть диффузоры из композитных материалов на базе углеволокна, стекловолокна, кевлара, древесного волокна или классической целлюлозы.
НЧ-драйвер
Низкочастотный динамик часто еще называют вуфером. Для практически любого класса акустических систем вуфер, естественно, является самым большим по площади излучателем. Для низкочастотника предпочтительным является полностью поршневой режим работы, когда диффузор движется возвратно-поступательно, как единое целое.
Здесь проблема решается еще более радикально, чем в случае со среднечастотным драйвером. Диффузор делают максимально жестким, даже за счет его утяжеления. Дело в том, что на низких частотах наш слух наименее чувствителен к искажениям. И в случае, когда для диффузора вуфера прежде всего важна амплитуда колебаний, ради жесткости идут на увеличение веса.
24-дюймовый басовый динамик в сабвуфере Pro Audio Technology
Масса подвижной системы многих крупных сабвуферных динамиков может достигать 200 г и более. Диффузоры в некоторых случаях получают пространственную конструкцию наподобие самолетного крыла из многослойного композита с заполнением внутренних полостей легкими ячеистыми или сотовыми структурами.
Для аудиофильских систем массу диффузора низкочастотного драйвера по-прежнему стараются минимизировать, поскольку натренированный слух не любит низкочастотных искажений, равно как и всех остальных.
Причем амплитуда колебаний у вуферов — самая большая среди всех перечисленных динамиков. Для этого они оснащаются так называемой длинноходовой (удлиненной) голосовой катушкой. Внешний подвес делается из резины. Все это позволяет диффузору иметь очень большую экскурсию — так называют смещение диффузора от центральной точки.
Особенно ярко «порода» низкочастотного динамика проявляется в драйверах, которые устанавливаются в сабвуферы. Это тяжелое, мощное устройство диаметром от 8 до 15 дюймов (наиболее часто применяемый в пользовательской АС диапазон размеров). Они имеют очень мощные магнитные системы и, в связи с этим, немалый общий вес. При этом в низкочастотных драйверах, работающих от мощных полупроводниковых усилителей, часто устанавливаются катушки минимального сопротивления — 2, а то и 1 Ом.
Коаксиальные драйверы
В двух- трехполосной колонке твитер, среднечастотник и низкочастотный динамик устанавливаются отдельно, то есть, они разнесены в пространстве. Это является серьезным недостатком. Наш слух, который легко определяет направление на источник звука, бывает обманут тем, что средние частоты и высокие частоты поступают практически из разных точек.
Направление на низкочастотный излучатель определить труднее, но тем не менее его удаленность также вносит свою лепту. В результате, такая геометрия колонки ухудшает восприятие стереообраза.
Строение коаксиального драйвера KEF UniQ
Широкополосный динамик, о котором написано выше, просто в силу физики процесса имеет ограничения как по максимальной мощности, так и по частотному диапазону. Кроме того, для широкополосного динамика неизбежна высокая неравномерность АЧХ (выше 10–20 дБ), которую практически невозможно, да и нет смысла компенсировать электроникой либо акустическим оформлением.
Выходом из этой ситуации стал коаксиальный драйвер. На первый взгляд, такой совмещенный динамик выглядит достаточно просто. В двухполосном варианте твитер расположен в центре низкочастотного динамика — традиционные размеры пищалок вполне для этого подходят. Но с инженерной точки зрения такая конфигурация резко затрудняет разработку (расчет) и изготовление подобной системы.
И это отражается на ее стоимости. Есть варианты, которые позволяют упростить конструкцию: например, размещение твитера перед низкочастотным диффузором на специальном креплении. И все-таки именно «полновесные» коаксиальные системы создают наиболее точный стереоэффект. Поэтому во все времена разные разработчики и компании выпускали коаксиальные драйверы, которые присутствовали в составе их топовых систем.
Специализированные динамики
Воспроизведение звука в условиях, отличных от комнатных, требует применения динамиков, учитывающих эту специфику в свей конструкции. Динамики ландшафтного, шахтного, морского применения должны выдерживать повышенное содержание пыли, способной проникать в магнитный зазор, длительное солнечное излучение, повышенную влажность, воздействие морской соли и других негативных факторов. Для этого в конструкцию вносится серьезные изменения: выбираются материалы, защищаются уязвимые элементы.
Динамики наушников
Для наушников прежде всего пришлось разработать миниатюрные динамики: калибром от 6 до 12 мм для внутриканальных и до 50–60 мм максимум — для накладных моделей. В подавляющем большинстве случаев это широкополосные драйверы. Малый размер облегчает им задачу воспроизведения полного диапазона.
С другой стороны, производство осложняется именно минимальными размерами. Чаще всего диффузор такого динамика сделан из синтетического материала, хотя целлюлоза и другие натуральные волокнистые материалы тоже могут присутствовать. Ввиду требований компактности и низкого веса именно в наушниках наиболее часто используются неодимовые магниты, благодаря которым динамики могут демонстрировать высокую чувствительность — до 120 дБ и выше.
Динамик наушников Apple EarPods
Специфика применения требует, чтобы динамики наушников имели повышенное сопротивление. И если звуковые катушки динамиков акустических систем имеют сопротивление от 2 до 16 Ом (чаще всего от 4 до 8), то динамики наушников имеют сопротивление не ниже 16 Ом, а максимальное значение может достигать 600–800 Ом для профессиональных моделей.
В отдельных моделях наушников, даже внутриканальных, могут использоваться раздельные динамики для разных полос частот — но это редкий случай. Чаще встречается совместное применение излучателей разных типов — динамических и арматурных.
Читайте также: