Широкополосные динамики что это значит
Сказ про широкополосный динамик
Звук — неотъемлемая часть человеческого общества. С первым жизненным вздохом человек слышит самые разные звуки. Именно поэтому невозможно представить себе беззвучную современную цивилизацию. Технологии проникли во все уголки жизнедеятельности человека, они же позволяют получать широчайший диапазон самых разных звуков.
Чтобы услышать звуки у человека есть универсальный естественный аппарат — слух. Чтобы издать звуки во всех естественных диапазонах, инженерной мыслью создан излучатель звуков. Именно такой прибор использует способность человеческого уха улавливать возбужденные механические колебания.
Что такое широкополосный динамик?
По мере развития прогресса было придумано множество изделий, излучающих звуки самых разных диапазонов, но наиболее популярным стал электродинамический громкоговоритель. Устройство динамика довольно проста и универсальна. На катушку, находящуюся внутри постоянного магнита, подается напряжение звуковой частоты. Колебания, выдаваемые катушкой, передаются на диффузор. Механические колебания, возбуждаемые катушкой, передаются в воздух. Ухо улавливает данные механические колебания и человек слышит звук.
Учитывая, что слушать музыку и прочие передачи, сопровождаемые звуком, хочется всегда и везде, то появляется необходимость в создании универсального звукового излучателя. Специализированные динамики прекрасно работают в узком диапазоне, но это нужно далеко не сем и не всегда. А вот средние частоты востребованы больше всех.
Именно поэтому появилась необходимость в создании популярных широкополосных динамиков, которые наряду со средними частотами воспроизводят и низкие, и высокие. Безусловно, весь диапазон звуков на одном излучателе воспроизвести невозможно, но востребованность таких динамиком обуславливается рядом причин. Прежде всего тем, что конструкция узкоспециализированных излучателей часто бывает довольно громоздкой. Кроме того, цена у таких изделий выше, ведь за качество приходится платить. Не каждому это по карману.
Широкополосный динамик это экономный вариант, когда один динамик воспроизводит всю полосу частот.
А вот попсу с новостями, а также музыку в автомобиле вполне можно слушать без кроссовера через дешевый широкополосный динамик. Этим и объясняется устойчивая популярность именно широкополосных систем. Бытовая техника, смартфоны, телевизоры, портативные колонки — везде нашли своё применение широкополосные динамики.
Кроме того, универсальные излучатели, рассчитанные на широкий звуковой диапазон, устанавливаются в рупорных системах и трубах Войта.
Рупорные акустические системы
Пытаясь с помощью широкополосных динамиков «укротить» как можно больший диапазон звуков изготовители сталкиваются с рядом проблем. Все зависит от того какой диапазон звуков необходимо произвести.
Низко чувствительные системы демонстрируют узкий динамический диапазон, особенно при понижении громкости. Выражается это в пропаже высоких и низких составляющих, которые «забиваются» среднечастотным звуком. Отчасти это происходит благодаря строению человеческого уха, наиболее оптимально приспособленного для восприятия именно средних звуков.
Что касается высоких частот, то звук, излучаемый маленькой диафрагмой высокочастотного динамика с небольшой амплитудой, просто теряется на фоне тех же средних частот. Решение данной проблемы находят в применении дополнительных устройств (темброблоки, АЧХ корректоры, тон компенсаторы и прочее), ухудшающих звуковоспроизведение.
Альтернативой выступает принципиально иной способ улучшения воспроизведения звука — улучшение КПД акустических систем с помощью рупоров (горнов). Такая оригинальная конструкция позволяет соотнести давление внешней воздушной среды и звукового давления диафрагмы излучателей. То приводит к минимизации искажений и выравниванию амплитудно-частотных характеристик широкополосных динамиков.
В Советском союзе очень любили создавать рупорные акустические системы на базе широкополосников 4А-28, например: Акустический агрегат с повышенным КПД на низких частотах.
Рис. 1. Широкополосные динамики 4А-28
Труба Войта
В 1930 году Пол Войт описал новый принцип создания акустической системы, так называемая расширяющаяся четвертьволновая труба (Tapered Quarter-Wave Pipe — TQWP). В данной рупорной системе используется частота резонанса динамической головки.
Преимуществами акустического принципа является отсутствие разделительных фильтров. Рупор и динамик разведены, то есть размещение динамика не начало рупора, а его сторона. Рупор выступает как обратная нагрузка для диффузора.
И опять же, наши радиолюбители строили трубы Войта, снова!, на динамиках 4А-28.
Конструкция широкополосного динамика
Выделяют два основных вида универсальных широкополосных динамиков — с центральным колпачком и конус-визером «дудка».
Первая конструкция больше похожа на обычный динамик с одним конус-куполом.
Рис. 2. Широкополосный динамик Visaton B 200/6 с центральным колпачком
А вот строение второй вариации динамика сложнее,опять тот же 4А-28. Такой излучатель содержит два конуса: большой как в обычных динамиках, и второй, встроенный внутри большого.
Диафрагма должна быть среднего размера с умеренными колебаниями. В противном случае большего искажения получит звук с высокой частотой. Что касается басов, то тут решение в увеличении размеров конуса, при сохраненном ходе, но при качественном диффузоре.
На сегодняшний день существует множество не только вариантов исполнения широкополосных динамиков, но и материалов, используемых при изготовлении диффузоров. Чтобы добиться минимизации искажений, производители идут на любые ухищрения. Одни излучатели, имеющие высокую эффективность, искажают низкие частоты, другие — требуют применения специального короба, для повышения басов. Применяя в конструкциях широкополосных динамиков усилители до 3 Вт, достигается высокая производительность.
Так как при использовании широкополосников хочется качественно (насколько это возможно) прослушивать весь диапазон частот (высокий, средний, низкий), то производители применяют при изготовлении диффузора бумагу или современную альтернативу ей — кевлар. Так удается добиться гораздо более высокого результата.
Конструктивной особенностью динамика является неравномерное натяжение кожи в подвесе RCA-TELEFUNKEN. Чем ближе в диффузор — тем натяжение выше. Как итог — превосходный по своей чистоте тихий звук.
Рис. 3. Кожаный подвес в широкополосном динамике
Подробнее про кожаный подвес читаем в статье «Достоинство тихих звуков».
Также интересны исследования акустики, изготовленной с подмагниченными динамиками фирмы «Telefunken и ВЧ-головками фирмы «Peerless». В совокупности с ламповым усилителем и дополнительным рупором также достигнут невероятный уровень качества звука. Познакомиться с оригинальным опытом можно в статье «Telefunken» — жизнь после смерти».
Помимо бумаги, кевлара и кожи в широкополосниках, для достижения качества звука в разных диапазонах, можно использовать даже алюминий и смолу. Бумага все же предпочтительнее, так как, не обладая повышенной жесткостью, она способна уменьшить резонанс. Особенно эффект заметен при покрытии бумаги лаком.
Недостатки широкополосников
Проблемы широкополосных динамиков известны:
Попытки расширить спектр качественного звучания в сторону низких частот приводит к увеличению площади излучателя.
Закрытая форма акустической системы не позволяет использовать фазоинверторную конструкцию колонок, для расширения низкочастотного диапазона. А применение динамиков с высокой чувствительностью еще больше разбалансирует АЧХ.
Автомобильная широкополосная акустика
Прослушивание музыки в современных автомобилях — это целый спектр особенностей акустических систем. И здесь широкополосные динамики также занимают существенную долю, так как ограниченный объем авто не позволяет развернуться любителям по-настоящему качественного звука, требующего сложных конструкций.
В автомобиле с задачей передачи приемлемого звука вполне справиться широкополосник в диаметр диффузора 8,10 или 12 см. Стоит сразу отметить, что низкие и высокие частоты на таком динамике воспроизводятся без применения кроссовера — специального разделительного фильтра звуковых частот.
При выборе широкополосного динамика для своего автомобиля следует акцентировать внимание на некоторых аспектах. Так, в зависимости от размера салона и свободного объема важен размер динамика, а также общие требования к высоким и низким частотам.
Рассеивание звука во всех направлениях (дисперсию) также необходимо учитывать. Так, если рассеивание плохое, то звучание будет глухим, а вот если еще на стадии покупки вы слышите естественный звук, то все в порядке. Для басов нужен дополнительный сабвуфер, который выступает в качестве компенсатора низких частот. Таким компенсатором могут выступить 10-ти дюймовые колонки. Помимо всего прочего, следует прослушать звучание на разных уровнях громкости.
Так как в авто не всегда достаточно места для крупногабаритных колонок, то качество звучания среднеразмерных конструкций можно улучшить с помощью звукового процессора, встроенного в современные магнитолы.
Рекомендации для автомеломанов
В общих случаях в автоакустике рекомендованы широкополосные акустические системы с фазоинвертором, то есть корпус акустики должен вентилироваться. Пускай басы и не будут звучать отлично, а ВЧ будут плосковаты, все же в целом звук будет вполне приемлемым для автомобильного салона.
Однако учитывая вышеуказанные недостатки широкополосные динамики не смогут удовлетворить запросы по качеству звучания, особенно при желании выделить высокие и низкие частоты. Один, пускай и универсальный излучатель не сможет компенсировать все искажения, «провалы», затухания звука в разных звуковых секторах. Хотя и существуют ситуации, когда широкополосный динамик подойдет в качестве излучателя, ценители чистого и объемного звука откажутся от такой системы.
Более надежной, качественной, хотя и дешевой альтернативой первому варианту могут выступить коаксиальные модели. Принципиальное отличие данной системы от широкополосных излучателей — это воспроизведение каждой звуковой области своим динамиком.
Подводя итог, следует понимать, что любая универсальная система, от которой требуется воспроизведения звука в широком диапазоне, будет в той ил иной мере искажать звук. Именно поэтому использование оригинальных материалов для изготовления диффузоров, конструктивных особенностей корпусов широкополосных динамиков, а также применение электронных настроек позволяет добиться максимального результата в указанных условиях.
Широкополосные динамики вобрали в себя все лучшее в области акустических технологий, поэтому оптимальны в соотношении цена/качество, а потому — наиболее по-прежнему популярны, несмотря на ряд очевидных недостатков.
И наш совет прост — берите компонентные системы. Вы тогда получите удовольствие от звука.
Широкополосные динамики что это такое, преимущества
Широкополосные акустические системы представляют собой колонки с встроенным электрическим сигналом, устанавливаемые чаще всего в автомобили, для качественного прослушивания музыки. Самые первые модели динамиков имели высокую чувствительность, именно поэтому им было присвоено название – широкополосные. Однако время шло, и динамики эволюционировали, были разработаны колонки с одним динамиком, отвечающим за весь спектр работы звука.
Каждая колонка была отдельно сконструирована, и могла обслуживать большой диапазон звучания. Нижний динамик отвечал за контроль низких и средних чистит, и по объему был значительно больше своего собрата. Верхний динамик отвечал за высоту чистоты звучания остального сектора. По мере развития колонок, стали появляться акустические системы с полосным звуком, благодаря этому были изобретены колонки с тремя, четырьмя или пятью звуковыми полосами, которым было присвоено название – многополосные.
В современном мире, редко встретишь широкополосные колонки чистого вида, разве что на радио. Чаще всего в наше время используется понятие — широкополосной акустики, включающие в себя две полосы, отвечающие за акустику и чистоты звучания.
Принято считать, что современная акустическая система представляет собой напольную, большую колонку, в которой присутствуют два динамика, отвечающие за низкую и среднею чистоты, также в них имеется диффузор. В задачу диффузора входят звуковые секторы, в том числе барабаны и вокал. За контролем высоты чистит, также отвечают динамики, которые занимают довольно большую площадь.
В широкополосных динамиках можно обнаружить небольшие диффузоры, отвечающие за вокальные обертоны, едва видимые струнные щипки. При прослушивании акустики, четкого звучания, можно заметить звук, напоминающий осыпания со смычка скрипача канифоли. Данный вид динамиков отлично подходит для прослушивания классической музыки или записи живого выступления, именно поэтому любители аудио отдают свое предпочтение именно широкополосным динамикам.
Как известно, каждая вещь имеет свои плюсы и минусы, также и у широкополосных динамиков имеется негативная сторона, например для воспроизведения гитарных рифов, барабанов или тяжёлого рока, динамики абсолютно не подходят. Слушателю будет казаться, что кто-то кричит и бьет, а вся суть текста и полноценная музыка, будет сливаться в грохоте. Владельцы автомобилей, любящие данное музыкальное направления, могут смело отказаться от установки в машине широкополосных динамиков, они подойдут лишь тем, кто отдает предпочтение спокойной и размеренной музыке.
Как построить автозвук. Просто о главном.
Опять здравствуйте. Предлагаю материал, который я нарыл на просторах интернета (несколько на мой взгляд очень интересных статей от профессионалов) и сгруппировал в одну небольшую кучку (опять для себя же).
1. Кроссоверы.
2. Виды акустики.
Сначала нужно определиться с видом акустики, который вам необходим. Существуют два типа:
Коаксиальная акустика
представляет собой сложную конструкцию из нескольких динамиков расположенных на корпусе основного динамика. Обычно это 1-3 высокочастотных динамика на одном низкочастотном. Плюсы у такой акустики в том, что она занимает мало места при установке и имеет относительно невысокую стоимость. Такое бюджетное исполнение приводит и к минусам. Так как динамики разных частот собраны в одном месте и нет возможности настроить взаимное расположение динамических головок, то на высокое качество звучания рассчитывать не приходится.
Компонентная акустика
– это набор из нескольких отдельно расположенных динамиков (компонентов) и кроссовера. Количество динамиков обычно не меньше двух, но для более полной достоверности звучания может достигать и 4-5-ти на канал. Плюсом этой акустики является то, что есть возможность выбора места установки под конкретный динамик. Можно установить и дополнительные динамики кроме тех, что идут в комплекте и выбрать подходящий кроссовер. Естественно, что при такой комплектации повышается суммарная мощность всей системы.
Особое внимание при этом обратите на следующие параметры:
sensivity (чувствительность). Высокая чувствительность обеспечивает возможность использования динамиков без усилителя. При значении sensivity 84 – 86 динамики будут играть чуть слышно без применения усилителя.
Fs (резонансная частота). Низкое значение Fs обеспечивает глубокие басы. Наиболее оптимальным для мидбаса является значение 60 — 75 Fs.
Qts (общая добротность). Колонки для размещения в дверях желательно подбирать с максимальным значением Qts. Значение на уровне 0,4 — 0,6 не обеспечит хорошего качества звука. Для этих колонок потребуется закрытый ящик объемом 5 — 11 литров.
Тем, кто не имеет большого опыта в установке автомобильной акустики, мастера советуют отказаться от распространенного мнения, что на качество звука сильно влияют провода, идущие к динамикам от магнитолы. Если у вас не установлена аппаратура высшего класса, вы не заметите разницы, поэтому нет смысла заменять штатные кабели. Да и заметить разницу в звучании смогут только редкие ценители музыки. Специальные провода понадобятся только в случае установки усилителя, при этом тоже не обязательно покупать самые дорогие «жилы».
3. Теперь рассмотрим возможные места установки акустики в салоне автомобиля поподробнее.
Динамики средней и высокой частоты рекомендуется ставить в передней части салона. Оптимальный выбор — установка колонок в передние двери автомобиля. По словам автолюбителей, устанавливать акустику назад равнозначно тому, что слушать группу спиной к сцене.
В передних дверях обычно располагают низкочастотные и среднечастотные динамики.
Этот тип установки следует разбить на два подтипа. Первый, когда СЧ-динамик устанавливается рядом с НЧ/СЧ-головкой — как правило, чуть выше ее и с разворотом на слушателя. Такая комбинация используется в тех случаях, когда большеразмерный НЧ/СЧ-динамик (16 см и более) при установке в нижней части двери плохо воспроизводит верхнюю середину. Второй вариант: СЧ-динамик устанавливается в верхней части двери и, опять же, с доворотом на слушателя. Основное достоинство установки СЧ-компонентов в дверь — близость расположение к другим излучателям звука, что позволяет лучше согласовать и частоты разделения, и уровни. Однако из-за близкого расположения к слушателю и большого различия расстояний от слушателя до левого и правого каналов, без применения специальных мер могут возникнуть сложности с настройкой однородности звуковой сцены.
Мощность НЧ- динамиков всегда должна превышать мощности усилителя. Установка их в одном объеме двери со СЧ- динамиками нецелесообразна, так как в результате движения диффузора динамика в замкнутом объеме создается довольно сильное звуковое давление, которое воздействует на диффузор среднечастотного динамика. Вследствие чего вносятся большие искажения в достоверность воспроизведения последнего. Можно конечно заключить среднечастотный динамик в специальный защитный колпак, но если учесть небольшой объем салона по сравнению с жилой комнатой, то возникающие гармонические искажения будут довольно ощутимы. Гармонические искажения, кстати, возникают не только в работе усилителя, но и в работе самого динамика. Поэтому низкочастотные динамики можно расположить под сиденьями или под передней панелью. Низкие частоты до 500-600Гц не имеют острой направленности и воспринимаются как рассеянный звук. Независимо от варианта установки СЧ-головки, необходимо одновременно учитывать несколько параметров: сопряжение с ВЧ- и НЧ-динамиками по уровню, фазе и диапазону воспроизводимых частот или частоты разделения всех компонентов. Средние частоты обладают большей направленностью и поэтому их можно располагать в дверях и на передней панели, где удобней всего выбрать их оптимальную направленность. При установке в дверях, если динамики довольно габаритные, применяют подиумы. По конструкции подиум – это кольцевая приставка, монтируемая на корпусе двери. Подиумы позволяют производить направленность динамиков, создавая правильную звуковую сцену. Они не мешают работе стеклоподъемников благодаря своей высоте, в них полностью могут помещаться магниты звуковых головок. Единственным минусом здесь может быть только то, что возможно придется самому изготовить подиумы и перетянуть новую обшивку на дверях.
При установке динамиков в дверях, следует учесть, что материал, из которого изготовлена дверь, будет вибрировать при воспроизведении звука, вызывая нежелательные резонансы и призвуки. Поэтому двери изнутри желательно обработать специальными виброзвукоизоляционными материалами.
Устанавливая низкочастотные динамики в приборную панель, нужно учитывать, что сама панель не герметична и возможно возникновение акустически короткого замыкания. Чтобы этого избежать, следует каждый басовик поместить в специально сделанный корпус, оклеенный внутри войлоком. Минусом здесь может быть сравнительно небольшая приборная панель в некоторых моделях авто, в результате добиться хорошего баса будет довольно трудно. Располагая басовики под сидением можно получить вполне качественное обволакивающее звучание мягкого баса.
Для поклонников глубокого звука, подойдет мидбас с диагональю 16 — 17 см (6 — 6,5 дюйма). Небольшие колонки не обеспечат таких басов. Полную информацию об автомобильной акустике можно найти в инструкции, которая обязательно к ней прилагается.
Для получения качественного звука в машине достаточно хороших фронтовых динамиков и «пищалок» на передней стойке кузова. Подключать их необходимо возможно ближе к мидбасу. Многие устанавливают высокочастотники около зеркал или же на нижней части стойки кузова. Направлять «пищалки» можно в сторону лобового стекла или внутрь салона. Наилучший вариант лучше всего определить на слух.
При выборе компонентной акустики вы также должны продумать и расположение тыловых динамиков, создающих пространственную иллюзию музыки. Не стоит располагать полноразмерную мощную акустику сзади, достаточно будет установить два широкополосных динамика. Достоверность звучания достигается правильной установкой акустики, и поэтому тыловые системы не должны воспроизводить верхние частоты, а только низкие и средние. Общий уровень тыловых систем должен быть уменьшен на 18-24дБ по сравнению с фронтальным уровнем и собственно, быть добавкой к нему.
В задней части кузова лучше располагать только сабвуфер. Это не повлияет на качество звука, так как человек не ощущает направление звуков низкой частоты.
В мире автозвука есть несколько заблуждений, усиленно продвигаемых не очень опытными, но очень активными людьми:
Самое часто встречаемое заключается в том, что углами установки можно «поймать» сцену. Но это не так. Изменяя угол установки динамиков можно подкорректировать тональный баланс, частично устранить привязку, вызванную собственными проблемами излучателя, или подправить АЧХ в районе раздела между излучателями, но никак не фазовые характеристики, которые влияют на построение сцены. Единственное исключение – разворот динамика для работы на отражение. В таком случае, благодаря изменению времени прохождения звуковой волны от излучателя до слушателя можно довольно сильно скомпенсировать разность расстояния от слушателя левой или правой стороны. Но такая практика может сильно повлиять на тональную точность и детальность системы в худшую сторону.
Еще одно заблуждение: чем выше стоЯт динамики, тем выше получается сцена. Это тоже не совсем так. Выше сцена получается на некоторых частотах при наличии каких-либо привязок к излучателям (довольно частая ошибка). Но этот эффект нестабилен, и на разных частотах высота краев может падать до самого низко расположенного динамика. В качественно спроектированных, установленных и настроенных системах этот эффект сведен к минимуму, высота стабильна от края к центру и находится на уровне горизонта вне зависимости от физического расположения излучателей. В таких системах инсталляторы стараются установить излучатели как можно выше не для получения высокой сцены, а для уменьшения влияния переотражений от нижней части салона (ниш для ног, центрального тоннеля и др.).
Третье заблуждение – чем дороже динамик, тем меньше требуется усилий по его установке для получения хорошего результата. На практике результат в большей степени зависит от кечества установки аудиосистемы, чем от стоимости компонентов. Связано это с тем, что неправильная установка акустики сводит технологические преимущества динамиков на нет. Любой динамик необходимо «раскрывать» качественной установкой. И чем выше уровень «железа», тем, экономически, более оправданы усилия, вложенные в его инсталляцию. Таким образом приобретая дорогостоящую акустику, задумайтесь о том, кому доверить ее установку!
Четвертое, и довольно часто встречающееся, заблуждение, состоит в том, что, якобы, в процессорных системах, в отличии от беспроцессорных, не так важно как установлены динамики, что все можно поправить средствами процессора. Поправить то можно, но далеко не все. Чем больше проблем устранены установкой, тем меньше придется вносить в звук искажений, являющихся неотъемлемой частью любой цифровой обработки. Особенно это касается чрезмерного применения средств частотной коррекции, проще говоря «эквалайзера». Всегда лучше устранить причину, чем бороться с последствиями.
4. Настройка звука с усилителями мощности.
Вот сайт с интересной информацией: тыц и ещё по настройке
И на последок небольшой FAQ по акустике.
Для согласования и настройки по осциллографу (синусы): тыц