Акустические системы: устройство и выбор (часть вторая)

Ключевыми факторами при выборе акустических систем, как правило, являются: цена, внешнее исполнение и пять-десять характеристик из спецификации. Об основных характеристиках звука и акустических систем рассказано в первой части статьи, а в рамках данной статьи мы рассматриваются основные типы и составляющие элементы звуковых колонок, а также дадим советы по оптимальному выбору акустической системы.

Акустические системы | Структура #

Акустические колонки могут быть пассивными, если есть внешний усилитель мощности для их подключения. В составе активной акустики имеется собственный (внешний или встроенный в одну из колонок) усилитель, она может работать от выходов DVD-проигрывателя, тюнера, ноутбука и т. д. Усилитель увеличивает до необходимого уровня мощность поступающего сигнала и во многом определяет максимальную громкость и возможный уровень искажений.

Звуковая (акустическая) колонка состоит из корпуса, двух-четырех громкоговорителей и электрических фильтров для разделения между громкоговорителями воспроизводимого спектра звуковых частот. Общепринятым параметром для аппаратуры наиболее высокого класса считается частотный диапазона от 20 Гц до 20 кГц.

Акустические системы | Громкоговорители #

Громкоговорители, в зависимости от принципа действия, делятся на несколько типов. В музыкальных колонках используются, чаще всего, громкоговорители электродинамического типа (динамики), встречаются пьезоэлектрические, конденсаторные, электромагнитные громкоговорители. Есть и другие высокотехнологичные разработки акустических излучателей, но они пока редко используются в массовой аппаратуре, и, в первую очередь, по причине высокой стоимости.

Назначение громкоговорителя – преобразование электрического сигнала в слышимые нами звуковые волны в форме колебаний воздуха, которые создаются колеблющимся диффузором громкоговорителя. В современных электродинамических громкоговорителях используются разные материалы и технологии, но все динамики имеют однотипное устройство.

Акустические системы | Диффузор #

Диффузор представляет собой отлитую из бумаги или более современных материалов форму в виде конуса с круглым или эллиптическим основанием. Основание диффузора крепится к корпусу динамика с помощью гофрированного подвеса, который для низкочастотных динамиков делается резиновым. Со стороны вершины конус диффузора крепится к центрирующей шайбе из гофрированной бумаги или другого мягкого и прочного материала.

Звук создается за счет колебаний диффузора во фронтальном и тыловом направлениях. Колебания вызывает закрепленная на вершине конуса диффузора электромагнитная катушка, которая перемещается в поле постоянного магнита при протекании по ней электрического сигнала.

Акустические системы | Динамики #

В зависимости от назначения, динамики различаются размерами и формой, используемыми материалами, конструктивным исполнением катушек, диффузоров и магнитных систем. Динамики делятся на типы по воспроизводимому ими частотному диапазону. Сверхнизкочастотные (англ. subwoofer) – позволяют нам слушать с частотами в 20 – 120 Гц. Низкочастотные (англ. woofer) – предназначены для воспроизведения частот от 40 до 1 кГц и немного выше.

Среднечастотные (англ. mid-range) динамики наиболее уверенно воспроизводят диапазон в 300 – 5000 Гц. Можно сказать, среднечастотный громкоговоритель выполняет наиболее ответственную часть работы по озвучиванию. Именно в этом диапазоне сосредоточена основная часть звуков музыкальных инструментов и человеческого голоса. На рисунках представлен громкоговоритель с купольной мембраной и электростатический громкоговоритель.

Высокочастотные (англ. tweeter) излучатели разрабатывают для передачи самых высоких частот, но они могут эффективно работать в диапазоне от 2 кГц до 20 кГц. Классический твитер представляет собой небольших размеров динамик. Но уже довольно часто в колонки ставят мембранные и купольные ВЧ громкоговорители, а также на основе пьезоэлектрического и электростатического эффектов. Использование вместо диффузора плоской мембраны позволяет получить миниатюрные размеры (особенно в глубину) при высоких параметрах звучания на средних и высоких частотах.

Акустические системы | Устройство акустической колонки #

Классическая звуковая колонка представляет собой корпус в виде ящика с встроенными в него динамиками. Каждый из них отвечает за воспроизведение "своего" участка частот. Можно встретить двух-, трех и четырехполосные колонки. В современных системах за низкочастотное воспроизведение все чаще отвечает отдельная колонка – сабвуфер, поэтому остальные колонки делаются "облегченными", лишь со средне- и высокочастотным динамиками. Высокочастотный может работать в диапазоне от 1 до 15-20 кГц, среднечастотный от 200 Гц до 10 кГц.

В сабвуферах устанавливаются динамики с большим диаметром конуса диффузора, у наиболее мощных диаметр динамика достигает 1,5 м. Верхняя граница воспроизводимых частот практически не превышает 300 Гц, а нижняя достигает 20-30 Гц).

Акустические системы | Корпус акустической колонки #

Громкоговоритель устанавливается в корпус или на плоскую панель для нейтрализации влияния акустических волн от задней поверхности диффузора, которые излучаются в противофазе к прямой волне. Для незакрепленного динамика сложение прямых и обратных колебаний диффузора приводит к потере амплитуды звуковой волны (в особенности это заметно на низких частотах). Издаваемый динамиком звук получается более слабым и невыразительным. Чем более низкие частоты мы хотим слушать, тем больше должен быть объем корпуса. Поэтому колонки для воспроизведения средних и высоких частот (сателлиты) такие маленькие, а низкочастотная колонка (сабвуфер) такая большая.

Таким образом, одним из основных назначений корпуса (кроме декоративной) является экранирование и гашение акустических колебаний от задней поверхности диффузора динамиков. Для гашения звуковых волн, возникающих внутри корпуса, наиболее качественные колонки покрыты изнутри звукопоглощающим материалом. Предпочтительнее приобретать колонки из современных плит на основе дерева, поскольку именно такой материал обеспечивают наилучшую чистоту звука. Немаловажное значение имеет качество изготовления корпуса. Стенки корпуса и передняя фальшпанель не должны ни дребезжать, ни издавать каких-либо посторонних призвуков при максимальной мощности звука.

Акустические системы | Фазоинвертор #

Корпус акустической колонки особой конструкции с отверстием на передней стенке называется фазоинвертором. Фазоинвертор позволяет повысить звуковую отдачу на низких частотах, в сравнении с обычным закрытым ящиком. Эффект фазоинвертора обусловлен задержкой звуковой волны от задней поверхности диффузора в специальном акустическом туннеле.

Туннель позволяет задерживать на 180° возникающие внутри ящика звуковые волны определенной частоты, и выпустить их наружу в той же фазе, что и создаваемые фронтальной стороной динамика. При оптимальном подборе объема корпуса, диаметра отверстия и размеров туннеля можно существенно увеличить акустическую отдачу на низких частотах, что является одной из проблем при конструировании акустических колонок

Эффект фазоинвертора широко используется в сабвуферах и наиболее качественных колонках формата 2.0. Справедливости ради следует отметить, что фазоинверторы придают сочность звучанию низкочастотных инструментов, но несколько смазывают тональность и разборчивость на средних частотах.

Акустические системы | Фильтры #

В состав активной акустической системы входит множество невидимых с первого взгляда электронных компонентов. И одни из них – фильтры, имеющие не главную, но важную роль для качественного звука. Электронные фильтры (англ. crossover – устройство разделения звукового спектра) делят частотный диапазон на несколько полос для раздельного воспроизведения каждой. Предотвращая, тем самым, перегрузку динамиков сигналами соседней звуковой полосы, в которой они не могут эффективно работать.

Фильтры могут быть активного и пассивного типа, различаются по крутизне характеристики разделения частот (отсечения "лишнего" сигнала). Считается, что в случае воспроизведения одних и тех же частот двумя динамиками разной конструкции могут возникать неприятные на слух т.н. интермодуляционные искажения. Эти искажения возникают из-за того, что мембраны динамиков по-разному отрабатывают один и тот же сигнал.

Характеристика крутизны фильтров выражается в количестве децибел на октаву (дБ/окт.). Чем больше это значение, тем круче характеристика, но и фильтр сложнее, как говорят специалисты, выше его "порядок". Наиболее эффективными считаются фильтры 4 и 5 порядка (до 25 дБ/окт.).

Наиболее распространены пассивные фильтры с использованием катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов. В активных фильтрах применяются транзисторы и микросхемы, что позволяет добиваться большей крутизны характеристик и более точной настройки частот раздела, но они требуют источника питания и более дороги.

Акустические системы | Что нужно учесть при выборе акустики #

Судить о качестве колонок можно по параметрам и на основе индивидуального прослушивания. Проблемой может стать выбор формата акустики 2.0, 5.1, а может быть, 7.2? При выборе колонок для озвучивания компьютерных игр и прослушивания MP3 вполне достаточной может быть система 2.1. Или даже 2.0 при ограниченных размерах помещения. Часто можно посоветовать приобрести достаточно качественную стереосистему вместо многоканальной с менее качественными колонками, которые еще и нельзя оптимально расставить.

Эффект пространственного звучания во многом зависит от правильной расстановки колонок. В системе 2.0. колонки разносятся и находятся примерно на одинаковом расстоянии от пользователя. Установив оба излучателя рядом Вы, фактически, лишаетесь стереозвучания. В любой акустической системе главную роль играют фронтальные колонки, именно они создают основную звуковую картину. Не менее важную роль играет и центральный излучатель, к тому же, он позволяет расширить зону стереоэффекта в стороны боковых колонок. Менее важную роль играют тыловые колонки. Они отвечают за "подзвучку" при воспроизведении музыкальных композиций и создание трехмерных спецэффектов в играх.

Акустика формата 5.1, а еще лучше 7.1 и 7.2 необходима для качественного озвучивания фильмов с поддержкой звука Dolby digital Surround EX и DTS Surround EX. С подобной акустикой домашний компьютер превращает квартиру в кинотеатр.

При установке систем этого класса, чаще всего центральная колонка находится прямо перед слушателями. Фронтальные излучатели расположены так, чтобы углы, образованные каждым из них, рабочим местом и центральным динамиком, составляли по 30°. Тыловые колонки располагаются по бокам или сзади. В системе 7.1 тыловые колонки устанавливаются по бокам пользователя, а центральные тыловые располагаются за ним (угол, составленный тыловой колонкой, пользователем и центральным тыловым излучателем должен составлять 30-40°.

Акустические системы | Обозначения акустических колонок #

• LF, RF (ЛК, ПК) – левая и правая фронтальные колонки.
• LS, RS – левая и правая тыловые колонки.
• C – центральная колонка (системы 5.1, 7.1 и 7.2)
• SW – сабвуфер.
• LRS, RRS – левая и правая тыловые центральные колонки (системы 7.1 и 7.2).
  

Отзывы

0 Оставить отзыв

Всего отзывов    0

Оставить отзыв

Добавить отзыв

загрузить другую

Ваш отзыв

Показать все смайлы
© Mantsurov Ivan, знакомые колобки?

Отправить