≡× МЕНЮ

• Программы
• Windows
• Устройства
• Браузеры
• Обзоры 

Акустика. Типы акустических систем

Прежде всего, давайте разберемся с терминами, поскольку понятия «громкоговоритель», «колонка», «динамик», «акустическая система» часто используют наугад, создавая изрядную путаницу.

Громкоговоритель – это устройство, предназначенное для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько головок громкоговорителей при наличии акустического оформления и электрических устройств (фильтры, регуляторы и т.д.).

В отечественной технической литературе сложилась ошибочная практика, в соответствии с которой термин «громкоговоритель» (ГГ) применяется в основном для одиночного громкоговорителя (в зарубежных каталогах он определяется как loudspeaker units или loudspeaker drive element, или driver). В соответствии с требованиями ГОСТ 16122-87 одиночный громкоговоритель должен обозначаться как головка громкоговорителя .

К набору громкоговорителей классов Hi-Fi и Hi-End часто применяют термин акустическая система (AC) (acoustical system или loudspeaker system). Акустическая система включает в себя акустические колонки .

В зависимости от назначения АС существенно различаются по параметрам, конструктивному исполнению и дизайну. Основные виды акустических систем, представленных на современном рынке, условно можно разделить на несколько категорий в зависимости от области их применения:

• АС для домашнего применения, которые в свою очередь можно подразделить на системы:
• массовые;
• категории Hi-Fi и High-End;
• АС для домашних аудио видео комплексов типа «Домашний кинотеатр» (Home-Theatre);
• для современных компьютерных систем (AC Multi-Media) и др.;
• АС для систем озвучивания и звукоусиления, в том числе для конференц-систем и систем перевода речей (к ним, в частности, относятся потолочные акустические системы);
• концертно-театральные АС;
• студийные АС;
• автомобильные (и вообще транспортные) АС;
• АС для индивидуального прослушивания (головные стерео телефоны).

Устройство АС

АС могут быть однополосными и многополосными . Однополосные АС используются, как правило, в массовой аппаратуре бюджетного сектора. В высококачественных АС (рис. 1) используется многополосный принцип построения, поскольку применение одной широкополосной головки громкоговорителя не позволяет обеспечить высокое качество звучания.

АС состоит, как правило, из:

• головок громкоговорителей , каждая из которых (или несколько одновременно) работают в своем частотном диапазоне;
• корпуса ;
• фильтрующе-корректирующих цепей , а также других электронных устройств (например, для защиты от перегрузок, индикации уровня и т.д.);
• звуковых кабелей и входных клемм;
• усилителей для активных акустических систем и кроссоверов (активных фильтров).

Рис. 1. Акустическая система Defender

Головки громкоговорителей

Головки громкоговорителей классифицируются по принципу действия, по способу излучения, по полосе передаваемых частот, по области применения и т.д.

По принципу действия , т.е. по способу преобразования электрической энергии в акустическую, громкоговорители делят на электродинамические, электростатические, пьезокерамические (пьезопленочные), плазменные и др.

Подавляющее большинство головок громкоговорителей электродинамические («динамические» или просто «динамики»). Их принцип действия основан на движении в постоянном магнитном поле проводника или катушки, питаемых переменным током (рис. 2).

Рис. 2. Электродинамический катушечный громкоговоритель

Головка электродинамического громкоговорителя состоит из подвижной системы, магнитной цепи и диффузородержателя (1).

Подвижная система включает в себя подвес (2), диафрагму (3), центрирующую шайбу (4), пылезащитный колпачок (5), звуковую катушку (6) и гибкие выводы.

При пропускании переменного тока по звуковой катушке, помещенной в радиальный зазор магнитной цепи, на нее будет действовать механическая сила. Под действием этой силы возникают осевые колебания катушки и скрепленной с ней диафрагмы. Конструкция электродинамического громкоговорителя очень похожа на конструкцию динамического микрофона, поэтому, в принципе, из динамического микрофона можно получить слабенькую головку громкоговорителя, а из головки громкоговорителя – микрофон. Понятно, что работать все это будет отвратительно, но работать будет.

Рис. 3. Ленточный громкоговоритель

Ленточные громкоговорители (рис. 3) используют тонкую металлическую ленточку, которая помещается в магнитное поле между полюсами магнита и служит одновременно и проводником тока и колеблющимся излучающим элементом.

Ленточные головки гораздо эффективнее динамических, пьезоэлектрических и других, поскольку если площадь конического или купольного диффузора – это площадь видимого круга, то активная площадь ленточного излучателя – это полная развертка сложенной мембраны (эффективная площадь в 2,5 раз больше площади проекции сложенной ленты). Таким образом, для получения необходимого уровня звукового давления требуется меньшее перемещение диффузора.

Рис. 4. Электростатический громкоговоритель

Электростатические громкоговорители (рис. 4) используют излучающий элемент в виде тонкой металлизированной пленки (1) толщиной порядка 6...10 мкм, помещенной между перфорированными электродами (2) (т.е. это конденсатор переменной емкости, где одной из обкладок служит тонкая металлизированная подвижная мембрана). Между мембраной и электродами приложено высокое поляризующее напряжение порядка 8...10 кВ. Переменное звуковое напряжение, под действием которого мембрана колеблется и излучает звук, подводится к неподвижным электродам. Громкоговорители такого типа обеспечивают чистоту и прозрачность звучания за счет малых уровней переходных искажений.

Рис. 5. Модельный ряд электростатических громкоговорителей Final

Рис. 6. Центральный громкоговоритель электростатической АС. Model 200

На рис. 5 показан модельный ряд электростатических громкоговорителей Final, а на рис. 6 – крупным планом центральный громкоговоритель АС.

Рис. 7. Пьезопленочный громкоговоритель

Пьезокерамические (пьезопленочные) громкоговорители (рис. 7) используются в основном в качестве высокочастотного звена в акустических системах. В качестве возбуждающего элемента в них применяется биморфный элемент, полученный путем соединения двух пластин (1), (3) из пьезокерамики (цирконата титана, титаната бария и др.). Биморфный элемент закрепляется с двух сторон, при подведении электрического сигнала в нем происходят изгибные деформации, которые передаются соединенной с ним диафрагме (2). Разновидностью такого типа громкоговорителей являются пьезопленочные излучатели, в них используются высокополимерные пленки, которым при помощи специально отработанной технологии придаются пьезоэлектрические свойства (при их поляризации в сильном магнитном поле). Если такой пленке придать форму купола или цилиндра, то под действием приложенного к ней переменного напряжения она начинает вибрировать и излучать звук, для таких громкоговорителей не требуется применение магнитной цепи.

По способу излучения акустической энергии головки громкоговорителей делятся на головки прямого излучения, у которых диафрагма излучает звук непосредственно в окружающую среду, и рупорные (рис. 8), у которых диафрагма излучает звук через рупор. Если рупорный громкоговоритель имеет предрупорную камеру, то он называется узкогорлым рупорным громкоговорителем, а если используется только рупор, то это широкогорлый рупорный громкоговоритель.

Рис. 8. Рупорный громкоговоритель

Рупорные громкоговорители широко используют при создании систем озвучивания улиц, стадионов, площадей, систем звукоусиления в различных помещениях, бытовых высококачественных систем, систем оповещения и др.

Причины распространения рупорных громкоговорителей обусловлены, прежде всего, тем, что они обладают большей эффективностью, их КПД составляет 10-20 % и более (в обычных громкоговорителях КПД меньше 1...2 %); кроме того, применение жестких рупоров позволяет формировать заданную характеристику направленности, что очень важно при проектировании систем звукоусиления. Однако при использовании рупорных громкоговорителей возникают проблемы, связанные с тем, что для излучения низких частот необходимо значительно увеличивать размеры рупора, а большие уровни звукового давления в предрупорной камере создают дополнительные нелинейные искажения.

Конструкция головок громкоговорителей зависит от того, в какой полосе частот они должны работать. По этому признаку громкоговорители разделяются на:

• широкополосные (OO «full-range»);
• низкочастотные (воспроизводимый диапазон примерно 20-40...500-1000 Гц) («woofer», «subwoofer»);
• среднечастотные (диапазон 0,3-0,5...5-8 кГц) («mid-range»);
• высокочастотные (1-2..16-30 кГц) («tweeter») и др.

Большая часть мощности аудиосигналов обычно приходится на низкочастотные ГГ, поэтому они должны воспринимать нагрузки до 200 Вт и более, сохраняя тепловую и механическую прочность. Эти ГГ имеют низкую резонансную частоту (16...30 Гц) и должны быть рассчитаны на большой ход подвижной системы вплоть до ±12...15 мм.

Внешний вид современного низкочастотного ГГ для высококачественных АС показан на рис. 9.

Основным излучающим элементом громкоговорителя является диафрагма. Диафрагмы современных низкочастотных ГГ изготавливаются из сложных композиций на основе натуральной длинноволокнистой целлюлозы с различными добавками. Иногда в состав такой композиции входит до 10-15 составляющих. Все шире используют синтетические пленочные композиции на основе полиолефинов (полипропилена и полиэтилена) и композиционные материалы на основе ткани «кевлар».

Рис. 9. НЧ громкоговоритель

АС для домашних кинотеатров, (особенно центрального и фронтальных каналов, а также сабвуфера) требует применения тщательно экранированных НЧ ГГ.

Среднечастотные громкоговорители (СЧ ГГ) используются в диапазоне ча- стот от 200... 800 Гц до 5...8 кГц, где чувствительность слуха ко всем видам ис- кажений максимальна, поэтому требования к их качеству наиболее жесткие.

Высокочастотные громкоговорители (ВЧ ГГ). (рис. 10). Требования к ним за последние годы резко возросли в связи с увеличением спектральной плотности мощности в высокочастотной части спектра в современной электронной музыке, расширением частотного и динамического диапазона программ, воспроизводимых цифровой звуковоспроизводящей аппаратурой и др.

В современных АС высокочастотные ГГ используются, как правило, в диапазоне частот от 2...5 до 30...40 кГц. Обеспечить равноценное качественное воспроизведение звука в таком широком диапазоне при помощи одного ГГ чрезвычайно трудно. Поэтому большая часть выпускаемых в настоящее время ВЧ ГГ применяются в диапазоне от 2... 5 до 16... 18 кГц, а в некоторых АС устанавливаются дополнительные малогабаритные ВЧ ГГ (воспроизводящие частоты от 8... 10 до 30... 40 кГц).

Рис. 10. ВЧ ГГ

Потолочные громкоговорители

Потолочные громкоговорители – это, как правило, электродинамические диффузорные громкоговорители, заключенные в пластиковые или металлические корпуса. Их используют для озвучивания помещений и в системах аварийного оповещения зданий. Благодаря большому углу раскрытия диаграммы направленности звука и широкому диапазону воспроизводимых частот потолочные громкоговорители способны довольно качественно воспроизводить звук, кроме того, они гармонично вписываются практически в любой интерьер.

Потолочные громкоговорители обеспечивают более равномерное по сравнению с другими громкоговорителями распределение звука по объему помещения и не требуют при этом установки мощных усилителей. Их применение особенно эффективно для озвучивания больших помещений с высотой потолка до 5 м.

Для удобства монтажа корпус потолочного громкоговорителя снабжается специальными приспособлениями: подпружиненными упорами, полозьями или кронштейнами. Многие громкоговорители крепятся к потолочным плитам с помощью шурупов. В отличие от «обычных» систем озвучивания, системы на основе потолочных громкоговорителей высоковольтные, типичное значение напряжения в линии составляет 100 В, поэтому потолочные громкоговорители имеют встроенные трансформаторы.

При проектировании системы оповещения расчет необходимого количества потолочных громкоговорителей и схемы их размещения (рис. 11) производится исходя из требуемого уровня звукового давления на уровне ушей слушателей (обычно берется среднее значение 1,5 м). Для помещений с высотой потолка менее 5 метров такой расчет не представляет трудностей и производится по приближенным формулам. В таблице 1 для определенной высоты потолков и площади помещения указано количество потолочных громкоговорителей, которое дает наилучшее качество звука и наиболее равномерное распределение звуковых волн.

Рис. 11. Схема размещения потолочных громкоговорителей

Параметр S в таблице – это приблизительная площадь, которую озвучивает один потолочный громкоговоритель:

S = {2х(H – 1,5 м)}2, где Н – высота потолка.

Таблица 1. К расчету системы оповещения

P	103,5	101	99	97,5	96
P/2	100,5	98	96	94,5	93
H/S	3	3,5	4	4,5	5
25	2	1	1	1	1
35	3	2	1	1	1
50	4	2	1	1	1
80	6	3	2	2	1
100	7	4	3	2	2
150	10	6	4	3	2
200	13	8	5	4	3
300	20	11	7	5	4
400	26	15	10	7	5
500	33	19	12	8	6
600	40	22	14	10	8
700	46	26	17	12	9
800	53	30	19	13	10
900	59	33	22	15	11
1000	66	37	24	17	12

В таблице:
P – звуковое давление на уровне 1,5 м, когда потолочный громкоговоритель работает на полную мощность;
P/2 – звуковое давление на уровне 1,5 м, когда потолочный громкоговоритель работает на половину максимальной мощности;
H – высота потолка;
S – площадь помещения.

Если высота потолков больше 5 метров, устанавливать потолочные громкоговорители не рекомендуется. Однако если необходимо использовать именно потолочные громкоговорители, следует принять меры для повышения равномерности распределения звука и снижения эффекта реверберации (эха). Если потолочные громкоговорители размещены слишком близко друг к другу, то на уровне ушей слушателей звук будет распределяться неравномерно. Если увеличить расстояние между соседними громкоговорителями, то уровень звукового давления может оказаться недостаточным для хорошей слышимости. Повышение уровня звука громкоговорителей в этом случае влечет за собой увеличение реверберации, особенно в помещениях, отделанных стеклом, мрамором и т.д. Реверберацию можно снизить с помощью звукопоглощающих материалов: ковров, гобеленов, портьер и др.

На рис. 12 и 13 показаны примеры врезных и навесных потолочных громкоговорителей компании Kramer Electronics.

Корпус акустической системы. Основные виды корпусов и их назначение

Корпус АС выполняет многообразные функции. В области НЧ он блокирует эффект «акустического короткого замыкания», возникающий за счет сложения излучаемого звука от передней и тыловой поверхности диафрагмы в противофазе, что приводит к подавлению низкочастотного излучения.

Применение корпуса позволяет увеличить интенсивность излучения на низких частотах, а также увеличить механическое демпфирование громкоговорителей, что позволяет «сгладить» резонансы и уменьшить неравномерность амплитудно-частотной характеристики. Корпус оказывает существенное влияние не только в области низких, но и в области средних и высоких частот. Правильно спроектированный и изготовленный корпус оказывает огромное влияние на качество звука.

При проектировании корпусов АС чаще всего используют такие варианты конструктивного оформления, как бесконечный экран, закрытый корпус, корпус с фазоинвертором, лабиринт, трансмиссионная линия и др.

Бесконечный экран возникает, когда громкоговорители устанавливаются в стене комнаты с достаточно большим объемом за ним. Для такой установки громкоговорителей характерен эффект «бубнения» на низких частотах, поскольку отсутствует демпфирование.

Закрытый корпус. В современных АС применяют в основном закрытые корпуса компрессионного типа. Принцип работы компрессионного оформления состоит в том, что в них используются громкоговорители с очень гибким подвесом и большой массой, т.е. низкой резонансной частотой. В этом случае упругость воздуха в корпусе становится определяющим фактором, именно она начинает вносить основной вклад в возвращающую силу, приложенную к диафрагме.

Корпус с фазоинвертором – корпус, в котором сделано отверстие, что позволяет использовать излучение тыльной поверхности диффузора. Максимальный эффект достигается в области частоты резонанса колебательной системы, образуемой массой воздуха в отверстии или трубе и массой воздуха в корпусе.

Корпуса с фазоинвертором (рис. 14 а) имеют много разновидностей. Корпус, использующий специальную трубу, вставленную в отверстие, позволяет уменьшить размеры корпуса и при помощи регулировки размеров трубы настраивать фазоинвертор (рис. 14 б).

Если в отверстие корпуса устанавливается пассивный (т.е. без магнитной цепи) громкоговоритель, колебания которого возбуждаются за счет колебаний объема воздуха, заключенного в корпус, то такой корпус называется корпусом с пассивным излучателем (рис. 14 в).

Рис. 14. Корпус АС с различными вариантами фазоинверторов: а – фазоинвертор; б – фазоинвертор с трубой; в – пассивный излучатель

Лабиринт представляет собой вариант корпуса с фазоинвертором, в котором устанавливаются специальные перегородки. Когда длина лабиринта достигает 1/4 длины волны на частоте резонанса низкочастотного громкоговорителя, он действует аналогично фазоинвертору. Применение лабиринта расширяет возможности для настройки на более низкие частоты. Резонансы на гармониках от основной резонансной частоты трубы демпфируются звукопоглощающими материалами на стенках корпуса (рис. 15 а).

Рис. 15. Корпус АС типа лабиринта (а) и типа трансмиссионной линии (б)

Трансмиссионная линия – это разновидность лабиринта. Она отличается от лабиринта тем, что звукопоглощающим материалом забивается весь объем корпуса, и поперечное сечение линии делается переменным – больше у конуса, меньше у отверстия (рис. 15 б). Корпуса такого типа очень сложны в настройке.

Если в корпусе установлены две одинаковых ГГ на один фазоинвертор, то это называется «низкочастотное оформление с симметричной нагрузкой». Такое оформление часто используют в сабвуферах.

Лучше звучат АС со сглаженными углами, обтекаемой формы, с несимметричным расположением ГГ, однако изготавливать корпуса таких АС сложно и дорого, поэтому подавляющее большинство АС выпускается в корпусах прямоугольной формы. Для уменьшения дифракционных эффектов на углах передней панели применяются специальные меры, в том числе размещение звукопоглощающих материалов («акустическое одеяло»), оптимизация соотношения размеров передней панели и глубины корпуса, подбор несимметричного расположения громкоговорителей и др.

Стремление сдвинуть дифракционные пики-провалы на АЧХ в более высокочастотную область и тем самым снизить их влияние заставляет использовать максимально узкие передние панели. Сложные внешние конфигурации многих современных АС обусловлены не только эстетическими соображениями, но и стремлением уменьшить дифракционные эффекты. Чтобы снизить излучение звука от стенок АС, обычно стараются увеличить их жесткость и массу.

В современных АС корпус представляет собой довольно сложную и дорогостоящую конструкцию (рис. 16). В качестве критерия эффективности принятых мер по звукоизоляции корпуса принято считать разницу между уровнем звукового давления, излучаемого стенками корпуса и уровнем звукового давления от акустической системы в целом, она должна составлять не менее 20 дБ.

Рис. 16. Разрез АС

Кроме объективных измерений, при проектировании проводится прослушивание АС в корпусах различной конструкции.

Фильтрующе-корректирующие цепи

Обеспечить качественное воспроизведение звука с помощью однополосной АС практически невозможно или сложно, поэтому они применяются только в бюджетных решениях, например, в дешевых колонках для компьютеров. Высококачественные АС за редкими исключениями являются многополосными. Для того, чтобы подать на каждую ГГ сигналы своего частотного поддиапазона, используют электрические разделительные фильтры («кроссоверы»).

В большинстве АС для домашнего применения используются т.н. пассивные фильтры, которые включают между усилителем и громкоговорителем (рис. 17).

Рис. 17. Пассивные фильтры («пассивные кроссоверы») в АС

Пассивные фильтры обычно размещаются внутри АС, увеличивая их массу и габариты. Пассивные фильтры в АС бывают первого, второго, третьего и четвертого порядка. Крутизна спада фильтров первого порядка – 6 дБ/октаву, второго – 12 дБ/октаву, третьего – 18 дБ/октаву и четвертого – 24 дБ/октаву.

Простейшие фильтры – это фильтры первого порядка, они занимают мало места и недороги, но имеют недостаточную крутизну спада полос пропускания. Положительная черта этих фильтров – отсутствие фазового сдвига между твиттером (ВЧ-головкой) и другим динамиком.

Фильтры второго порядка (или фильтры Баттерворта, по имени создателя математической модели этих фильтров) обладают более высокой чувствительностью, но дают фазовый сдвиг в 180 градусов, что означает несинхронный ход мембран ВЧ-головки и другого динамика. Для устранения этой проблемы необходимо поменять полярность подключения проводов на твиттере.

Фильтры третьего порядка имеют хорошие фазовые характеристики при любой полярности подключения. На рис. 18 показана АЧХ фильтра третьего порядка, а на рис. 19 – его электрическая схема.

Рис. 18. АЧХ фильтра третьего порядка

Рис. 19. Электрическая схема фильтра третьего порядка

Рис. 20. АЧХ трехполосного фильтра

В трехполосных АС АЧХ фильтра выглядит так, как показано на рис. 20.

Фильтры Баттерворта четвертого порядка имеют высокую крутизну спада полосы пропускания, что резко уменьшает взаимовлияние динамиков в области разделения частот. Сдвиг по фазе составляет 360 градусов, то есть на практике он отсутствует. Однако проблема состоит в том, что у таких фильтров величина фазового сдвига непостоянна, что может вызвать неустойчивую работу АС. Оптимизировать схему фильтра четвертого порядка применительно к АС удалось Линквицу и Рили. Их фильтр состоит из двух последовательно соединенных фильтров Баттерворта второго порядка для ВЧ ГГ и для НЧ ГГ. Такой фильтр не имеет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не излучающих звук в одной плоскости. Эти фильтры обеспечивают самые лучшие акустические характеристики.

В «активных» АС со встроенными многополосными усилителями применяются активные фильтры, включенные до усилителя и также называемые кроссоверами (рис. 21).

Рис. 21. Использование кроссоверов

По сравнению с пассивными, активные фильтры имеют ряд преимуществ: меньшие габариты, лучшую перестраиваемость частот раздела, большую стабильность характеристик и т.д. Однако пассивные фильтры обеспечивают больший динамический диапазон, меньший уровень шумов и нелинейных искажений. К числу их недостатков можно отнести температурную нестабильность, что приводит к изменению формы АЧХ при повышении уровня подводимого сигнала (так называемая «компрессия мощности»), а также необходимость тщательного выбора высокоточных элементов (резисторов, конденсаторов и т.д.), к разбросу параметров которых характеристики фильтров могут быть очень чувствительны. В последние годы ряд зарубежных фирм начали применять в акустических системах цифровые фильтры, обеспечивающие в реальном времени функции фильтрации, коррекции и адаптации к реальным условиям прослушивания.

Кроме фильтров, в современных акустических системах достаточно часто используются электронные устройства для защиты громкоговорителей от тепловых и механических перегрузок. Защита как от длительных, так и от кратковременных (пиковых) перегрузок осуществляется с применением различных вариантов пороговых схем, пороги срабатывания которых должны быть меньше, чем тепловые постоянные головок громкоговорителей (Т = 10...20 мс). Кроме того, во многих бытовых системах используются различные варианты индикации перегрузок.

Основные характеристики АС

Характеристик АС существует довольно много, одни из них имеют большее значение для пользователя, другие меньшее, отечественные и зарубежные характеристики АС и методики их измерения не всегда совпадают. Мы кратко рассмотрим только основные характеристики АС.

Эффективный рабочий (эффективно воспроизводимый) диапазон частот – диапазон, в пределах которого уровень звукового давления, развиваемого АС, не ниже заданного, по отношению к уровню, усредненному в определенной полосе частот. В рекомендациях МЭК 581–7 минимальные требования к этому параметру составляют 50 – 12500 Гц при спаде 8 дБ по отношению к уровню, усредненному в полосе частот 100 – 8000 Гц.

Значение этой характеристики сильно влияет на естественность звучания акустики. Чем ближе рабочий диапазон АС к максимальному диапазону, воспринимаемому органами слуха человека (16 – 20000 Гц), тем лучше, естественнее звучит АС. Эффективный рабочий диапазон зависит от характеристик головок громкоговорителей, от акустического оформления АС и от параметров разделительного фильтра (кроссовера).

На низких частотах решающую роль играет объем корпуса АС. Чем он больше, тем более эффективно воспроизводятся низкие частоты, поэтому, в частности, сабвуферы всегда довольно громоздки. С воспроизведением высоких частот проблем обычно не возникает, поскольку современные твиттеры позволяют воспроизводить даже ультразвук. Нередко диапазон воспроизводимых частот АС превышает верхнюю границу слышимости человека. Считается, что в этом случае более точно передается тембр сложной фонограммы, например, симфонической музыки. Типичные значения: 100 – 18000 Гц для полочной акустики и 60 – 20000 Гц для напольной.

Серьезные производители АС обычно приводят график звукового давления, развиваемого АС в зависимости от частоты (график амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), по которому можно определить эффективный рабочий диапазон частот АС и неравномерность АЧХ.

Степень неравномерности АЧХ характеризуется отношением максимального значения звукового давления к минимальному, или по другой методике, отношением максимального (минимального) значения к среднему, в заданном диапазоне частот, выраженное в децибелах. В рекомендациях МЭК 581-7, определяющих минимальные требования к аппаратуре Hi-Fi, указывается, что неравномерность АЧХ не должна превышать ±4 дБ в диапазоне 100 – 8000 Гц.

Характеристика направленности позволяет оценить пространственное распределение излучаемых акустической системой звуковых колебаний, и оптимально расположить акустические системы в различных помещениях. Об этом параметре позволяет судить диаграмма направленности АС, представляющая собой зависимость уровня звукового давления от угла поворота АС относительно его рабочей оси в полярных координатах, измеренная на одной или нескольких фиксированных частотах. Иногда спад амплитудно частотной характеристики при повороте АС на некоторый фиксированный угол, отображается на основном графике, в виде дополнительных ответвлений АЧХ.

Характеристическая чувствительность – это отношение среднего звукового давления, развиваемого АС в заданном диапазоне частот (обычно 100 – 8000 Гц) на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м и подводимой электрической мощности 1 Вт. В большинстве моделей АС категории Hi-Fi уровень характеристической чувствительности составляет 86-90 дБ (в технической литературе вместо дБ часто указывается дБ/м/Вт). Существуют высококачественные широкополосные АС с чувствительностью 93 – 95 дБ/м/Вт и более.

Характеристическая чувствительность определяет, какой динамический диапазон способна обеспечить АС. Широкий динамический диапазон позволяет с большой достоверностью воспроизводить сложные музыкальные произведения, особенно джазовую, симфоническую, камерную музыку.

Коэффициент нелинейных искажений характеризует появление в процессе преобразования отсутствовавших в исходном сигнале спектральных составляющих, искажающих его структуру, то есть, в конечном счете, точность воспроизведения. Это очень важный параметр, поскольку вклад АС в общий коэффициент нелинейных искажений всего звукового тракта, как правило, является максимальным. Например, коэффициент нелинейных искажений современного усилителя составляет сотые доли процента, в то время как типичное значение этого параметра для АС – единицы процентов. При увеличении мощности сигнала коэффициент нелинейных искажений возрастает.

Электрическая (акустическая) мощность – определяет уровень звукового давления и динамический диапазон (с учетом характеристической чувствительности), который потенциально может обеспечить АС в определенном помещении.

Используется несколько определяемых разными стандартами видов мощностей:

Характеристическая мощность , при которой АС обеспечивает заданный уровень среднего звукового давления. В рекомендациях МЭК значение этого уровня установлено 94 дБ на расстоянии 1 метр.

Максимальная (предельная) шумовая или паспортная мощность, при которой АС может длительное время работать без механических и тепловых повреждений при испытаниях специальным шумовым сигналом, близким по спектру реальным музыкальным программам (розовый шум). По методике измерений она совпадает с паспортной мощностью, определяемой в отечественных стандартах.

Максимальная (предельная) синусоидальная мощность – мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, при которой АС может длительно работать без механических и тепловых повреждений.

Максимальная (предельная) долговременная мощность, которую акустика выдерживает без механических и тепловых повреждений в течение одной минуты, при таком же испытательном сигнале, как и для паспортной мощности. Испытания повторяются 10 раз с интервалом в 1 минуту.

Максимальная (предельная) кратковременная мощность, которую выдерживает АС при испытании шумовым сигналом с таким же распределением, как и для паспортной мощности, в течение 1 секунды. Испытания повторяются 60 раз с интервалом в 1 минуту.

Пиковая (максимальная) музыкальная мощность – излюбленный параметр для характеристики АС непонятного происхождения. Методика измерения, определяемая немецким стандартом DIN 45500, следующая: на АС подается сигнал частотой ниже 250 Гц и длительностью менее 2 секунд. Акустика считается прошедшей испытания, если при этом нет заметных на слух искажений. Понятно, что «под заметными на слух искажениями» можно понимать что угодно. В результате на корпусах АС от никому не известных производителей появляются наклейки типа «P.M.P.O. … (или Musical Power…)…100!, …200! и даже… …1000 Wt!». Понятно, что о хоть сколько-нибудь качественном звуке, создаваемом такими АС, говорить не приходится.

При выборе АС для УНЧ желательно, чтобы реальная максимальная мощность АС превышала мощность усилителя приблизительно на 30 и более процентов. В этом случае вы будете застрахованы от выхода из строя акустики из-за подачи на нее сигнала недопустимо большого уровня. Конечно, хорошие АС имеют схемы защиты от перегрузки, но лучше не рисковать.

Какая мощность усилителя достаточна для качественного воспроизведения звука? Во многом это определяется параметрами помещения, характеристиками акустических систем, потребностями самого слушателя. При выборе усилителя для озвучивания небольшой жилой комнаты можно считать, что мощность усилителя должна быть не менее 20 Вт.

Наиболее распространенные значения электрического (входного) сопротивления (импеданса) : 4, 8 или 16 Ом. Этот параметр важен при выборе усилителя, с которым будет работать АС. Следует использовать АС с сопротивлением, соответствующим указанному в паспорте усилителя. Такое решение будет обеспечивать идеальное согласование характеристик акустики и усилителя, то есть наилучшее качество звука.

Измерения характеристик АС в условиях, отличающихся от условий специально оборудованных акустических лабораторий заводов-изготовителей – дело чрезвычайно сложное, дорогостоящее и, главное, дающее очень приблизительные результаты. Высококачественные звуковые анализаторы и измерительные микрофоны с предусилителями, удовлетворяющие всем международным требованиям проведения измерений, чрезвычайно дороги и далеко не всякая российская фирма может себе позволить их приобретение. Правда, современные методики измерения в большинстве случаев позволят обойтись без акустически заглушенной камеры.

Аудио кабели

Аудио кабели – это, на первый взгляд, наименее важный компонент аудио подсистемы инсталляции или домашнего кинотеатра, поэтому их часто приобретают, что называется «на сдачу». И совершают серьезную ошибку.

Понятно, что любой кабель влияет на проходящий по нему сигнал. Вопрос состоит в том, как именно кабель влияет на сигнал и насколько сильно это влияние.

Выбор аудио кабелей определяется параметрами качества аудио сигнала с одной стороны и конструктивно-финансовыми соображениями с другой. Действительно, при выполнении некоторых инсталляций приходится прокладывать сотни метров аудио кабелей. Можно подсчитать, во сколько обойдутся, например, серебряные микрофонные кабели общей массой 100 кг…

Проводниками в любом электрическом кабеле или проводе являются металлы. В аудио кабелях используют в основном медь и серебро. В 1984 году фирма Hitachi выпустила межблочный кабель SAX-102, который сразу обратил на себя внимание профессионалов. Он был изготовлен из так называемой бескислородной меди OFC (Oxygen Free Copper). Теперь такую медь применяют почти все специализированные «кабельные» фирмы. Чем хороша бескислородная медь? Металл проводника можно рассматривать как последовательное соединение гранул металла. Внутри каждой гранулы кристаллическая структура сохраняет идеальность, но границы раздела между гранулами нарушают кристаллическую решетку. Как правило, причинами появления границ раздела является пленки окислов, соединений кислорода с металлами. За счет того, что OFC отливается и вытягивается определенным образом, длина идеальных гранул увеличивается. Обычная медь высокой степени чистоты содержит около 5000 гранул на метр кабеля. Улучшение технологии OFC привело к появлению более качественной бескислородной высокопроводящей меди OFHC (Oxygen Free High Conductivity), количество гранул на метр в которой составило 1000. Существуют и другие разновидности технологии получения проводов из бескислородной меди.

Похожие технологии применяют и к серебряным проводникам. Результат – появление длинногранулированного серебра с высокой степенью очистки, например, FPS (функционально превосходное серебро) от AudioQuest или PSS (Perfect Surface Silver – серебро с идеальной поверхностью). Это очень дорогие провода. Серебро часто используется как плакирующее покрытие медного провода, причем чтобы исключить потенциальное влияние неоднородностей на передачу сигнала, поверхность полируется до зеркального блеска.

В качестве изоляторов аудио проводов и кабелей в бытовой технике используются в основном полиэтилен, полихлорвинил и фторопласт (известный как тефлон). Для внешних покрытий кабелей используют искусственные каучуки, силиконовые резины, полипропилены и пр. Чаще всего используют полиэтилен, лучшими диэлектрическими характеристиками обладает фторопласт, но он относительно дорог, что сдерживает его применение. Иногда в качестве изолятора используют вспененный полиэтилен или фторопласт.

Поскольку аудио кабели соединяют усилитель с колонками и работают с довольно большими токами, разработчики в первую очередь обращают внимание на активное сопротивление проводника: чем оно меньше, тем лучше. Во-первых, потому что омическое сопротивление кабеля соединяется последовательно с выходным сопротивлением УНЧ и входным сопротивлением АС, и относительно высокоомный соединительный провод может резко ухудшить качество работы УНЧ и АС, а, во-вторых, по закону Джоуля-Ленца термический разогрев провода пропорционален второй степени протекающего через него тока. Уменьшения омического сопротивления проводящих линий добиваются увеличением их сечения. Поэтому аудио кабели довольно толстые. Акустические провода являются относительно низкочастотными (рабочий диапазон укладывается в 4-5 порядков: от единиц герц до сотни килогерц). И все же большинство разработчиков, добившись минимальной величины удельного сопротивления (0,001–0,05 Ом/м), стараются уменьшать индуктивность провода (типичная величина удельной индуктивности – 0,2–0,5 мкГн/м). Практически все провода, за исключением плоских ленточных, выполняются в виде жгутов, собранных из отдельных тонких жил. Самые простые представляют собой пару изолированных проводников («лапша»); такая конструкция встречается чаще всего ввиду ее наименьшей стоимости. Скрученные жилы постоянно меняют свое положение: одни уходят с поверхности внутрь, другие, наоборот, от центра выходят к поверхности. Поскольку распределение плотности тока по сечению проводника не меняется, чтобы оставаться вблизи поверхности кабеля, ток переходит через поверхность раздела от одной жилы к другой. Бывает, что контакт между отдельными жилами не всегда хорош (на поверхности каждой жилы есть слой окислов, плохо проводящих ток), и многочисленные переходы через барьеры сопротивления теоретически могут оказать влияние на передаваемый сигнал. Если разделать старый сетевой провод в резиновой изоляции, обращает на себя внимание темная пленка окислов. Такой провод без зачистки не паяется, омметр показывает довольно большое сопротивление…

Для уменьшения влияния скин-эффекта каждую тонкую жилу порой снабжают собственной изоляцией, однако такие кабели нетехнологичны, поскольку трудно автоматизировать процесс разделки жил такого кабеля.

Акустические кабели характеризуются большим разнообразием конструкций, отличающихся не только внутренним строением, но и внешними признаками: круглые в сечении, плоские, как тонкие ленты, одиночные, сдвоенные, счетверенные и т.д. Несмотря на высокую стоимость, плоские провода очень популярны в инсталляциях домашнего кинотеатра, поскольку они легко прячутся под обои, ковры и т.п. Пользуются спросом попарно сдвоенные провода, которые удобны для подключения акустики по схемам Bi-Wiring и Bi-Amping.

Разновидностью АС являются АС домашних кинотеатров, к которым предъявляются специфические требования. О них будет рассказано в отдельной брошюре.

Как показывает практика, в большинстве случаев штатные акустические системы не позволяют обеспечить качественное воспроизведение звука. По крайней мере, так считают многие меломаны. Именно поэтому большинство автолюбителей прибегают к и динамиков, чтобы добиться более качественного звучания. Как и какие бывают виды устройств — об этом мы расскажем ниже.

[ Скрыть ]

Какие бывают автомобильные акустические системы?

Если вы хотите, чтобы автомагнитола обеспечивала качественное воспроизведение как низких, так и высоких частот, при этом сам звук был бы чистым, нужно в первую очередь уделить внимание динамикам. Для начала предлагаем ознакомиться с видами устройств.

Типы

Акустические автомобильные системы можно разделить на несколько типов:

1. Широкополосные. В данном случае воспроизведение всего доступного диапазона частот будет осуществляться одним динамиков. Такой вариант более актуален для автолюбителей, которые предпочитают слушать радио или включают громко музыку ненадолго. Как показывает практика, широкополосные системы ставятся практически на все авто штатно.
2. Коаксиальные. Такой вариант более актуален для автолюбителей, которые хотят добиться более качественного воспроизведения звука с «жирным» басом. В таком случае комплект колонок подразумевает установку нескольких устройств по одной оси. Поскольку каждая аудио система позволяет выдавать частоты низкого, среднего и высокого диапазона, в коаксиальной акустике за каждый диапазон будет отвечать отдельная головка. В более дешевых вариантах акустические системы оснащаются встроенными кроссоверами, в более дорогих — внешними.
3. Компонентные АС. В таких системах аудио ряд делится по частотам. Стоимость таких колонок более высокая, однако при правильной установке они позволят добиться наиболее качественного и объемного звука с мощным басом. Такой вариант более актуален для меломанов, которые не могут ездить без качественной музыки (автор видео — канал Radioblogful. Видеоблог паяльщика).

Типоразмеры

Что касается типоразмеров, то колонки для автомобилей также разделяются между собой и по габаритам. Будь то круглые или овальные динамики, качество звука ни коим образом не зависит от формы колонок. Размеры при покупке необходимо учитывать в соответствии с габаритами посадочных мест, предусмотренных в авто под акустику.

Как правило, диаметр стандартных посадочных мест в передних дверях может быть 10, 13 или 16 см. Что касается задних дверей или полок, то, как правило, в них монтируются овальные изделия размерами 15х23 см либо 6х9 дюймов. Перед покупкой акустики обязательно нужно измерить размеры посадочных мест под колонки.

Как подобрать динамики для конкретного авто?

Что касается непосредственно выбора, то при покупке следует руководствоваться следующими критериями:

1. Ценовой диапазон. В соответствии с финансовыми возможностями у вас сформируется определенный ассортимент.
2. Тип системы. Как сказано выше, акустика может относиться к одному из трех видов. Определитесь с типом и вы сможете сузить диапазон устройств.
3. Производитель. В настоящее время рынок автомобильной электроники предлагает покупателям довольно большой ассортимент акустических систем от разных производителей. Необходимо понимать, что далеко не всегда высокая цена будет означать такое же качество колонок, но как правило, дешевые динамики все же работают хуже, чем дорогие. Наиболее популярные бренды, которым отдают предпочтение наши соотечественники — Pioneer, Kenwood, Infinity, Focal, Alpine и т.д.
4. Следующий параметр — выбор подвеса. По мнению многих экспертов в области автозвука, лучше отдать предпочтение резиновым подвесам, а не матерчатым. Резиновые подвесы позволит предотвратить появление вибраций, если акустика будет включена на полную мощность.
5. Наличие твитеров. Этот критерий актуален, если вы хотите обустроить в своем авто серьезную акустику. Как утверждают многие специалисты, желательно, чтобы твитеры были шелковыми.
6. Типоразмеры. Как сказано выше, перед покупкой следует измерить габариты посадочных мест и уже в соответствии с этим выбирать устройства.
7. Помимо этого, следует учесть и другие особенности установленной в автомобиле магнитолы. Дешевые китайские магнитолы, как правило, не могут выдавать качественный звук в силу того, что в них установлен низкокачественный усилитель. Более дорогие варианты обычно работают со всеми типами динамиков. В любом случае, при покупке следует учесть особенности.
8. Не менее важный параметр — мощность устройств, она может быть пиковой и номинальной. На пиковую мощность обращать внимание не стоит, учитывайте только номинальную, именно этот параметр позволит обеспечить качественный звук. Пиковая мощность представляет собой значение, которое акустика сможет выдержать в течение кратковременного промежутка времени, после чего может произойти перегрев изделия и, соответственно, его выход из строя. В том случае, если приобретаемые колонки будут обладать высокой мощностью, их придется использовать через сабвуфер. Необходимо учитывать тот факт, что для предотвращения выхода из строя акустики следует учитывать одно правило — значение пиковой мощности в любом случае должно быть больше, чем максимальная мощность саба.
9. Еще один критерий — чувствительность, этот параметр меряется в децибелах. Чем более высоким будет это значение, тем более качественный звук смогут выдавать изделия без подключения саба. Если вы планируете использовать дополнительно усилитель, то его установка будет актуальна тогда, когда чувствительность устройств составит 90 децибел или меньше.
10. Резонансная частота. Этот параметр определяет качество глубины низких частот. Чем более низким будет значение резонансной частоты, тем более качественными и мощными будут басы.
11. Убедитесь в том, что в комплекте к устройствам идет инструкция — как правило, в ней указываются все необходимые требования к магнитолам и стандарты, которые следует учесть при установке той или иной модели.
12. Наличие отверстия для установки изделий. Бывает такое, что купив изделия, автовладелец сталкивается с проблемой установки из-за отверстий, расположенных в колонках. Если вы не хотите дополнительно сверлить отверстия для монтажа динамиков, выбор акустики должен осуществляться в соответствии с этим фактором.

Фотогалерея «Динамики для авто от разных производителей»

Грамотная установка АС для создания объемной звуковой сцены

Теперь перейдем к вопросу обустройства акустической системы в автомобиле. Если сравнивать акустическую систему с домашней, то в данном случае принцип расположения ее элементов будет другим. В домашних системах динамики нужно устанавливать над слушателем, в случае с автомобильной акустикой все иначе. Если речь идет о коаксиальных динамиках, то вам нужно просто установить новые динамики вместо установленных стандартных. Их необходимо надежно зафиксировать, чтобы в процессе эксплуатации не допустить возникновения вибраций, который, в свою очередь, отразятся на качестве воспроизводимого звука.

Схема поключения компонентной акустики

Что касается коаксиальных систем, то для правильного обустройства такой акустики следует опираться на несколько моментов:

1. Изделия следует вмонтировать как можно ближе к передней части салона. То есть такой вариант, как установка изделий в заднюю часть двери, которая ближе к центру автомобиля, не подходит. Разумеется, при установке такое место звук не будет испорчен, но действительно качественного звучания добиться не удастся. Лучше всего установить устройства в передней части двери, которая ближе к центральной консоли. Многие автовладельцы устанавливают изделия прямо в торпеде, но для этого ее придется переделывать, а также закрывать отверстия в дверных картах.
2. В том случае, если вы приобрели разночастотные изделия, которые будут относиться к определенному каналу, то наиболее оптимальным вариантом будет их монтаж как можно ближе друг к другу. Это позволит добиться согласованного, а также цельного звучания.
3. Что касается ориентации изделий, то этот вопрос не принципиальный. Одни динамики можно направить в сторону водительского кресла, другие — к лобовому стеклу, это позволит отразить звуковые волны. Но в данном случае придется действовать экспериментальным методом, поскольку многое зависит не только от колонок, но и от прочих факторов.

Цена вопроса

Стоимость динамиков варьируется от 600 до 30 тысяч за комплект, но можно найти и более дорогие варианты.

Всегда приятно послушать музыку или посмотреть хороший фильм с качественным звуком. Сегодня выбор аудиосистем просто огромен, и человеку, плохо разбирающемуся в подобной технике, легко запутаться. Узнайте, как выбрать колонки для домашнего использования, учитывая свои предпочтения. Акустическая система должна обладать не только привлекательным внешним видом, но и оптимальными параметрами для конкретных целей.

Любые акустические системы состоят из комплектации, которая может обозначаться цифрами 2.0, 2.1, 3.1,5.1, 7.1. Первая цифра в этой маркировке означает количество колонок (сателлитов), а вторая – наличие сабвуфера. То есть, если колонки обозначены как 2.0, это значит, что отдельной низкочастотной колонки (сабвуфера) у них нет, а нижние басы встроены в сами динамики.

Разделение системы на основные колонки и сабвуфер позволяет получить более качественное, объемное звучание, создавая эффект присутствия. Чем больше у системы сопровождающих колонок, тем лучше и эффектнее звук.

Рассмотрим, какие типы колонок существуют:

1. Компьютерные. Самые простые и бюджетные колонки для ПК не имеют сабвуфера. Есть такие, которые состоят из системы 2.1, 3.1. Как правило, акустика для компьютеров имеет небольшие размеры и рассчитана на настольное размещение. Динамики можно подключать не только к стационарному ПК, но и к ноутбуку, планшету, смартфону.
2. Напольные. Это более мощные и габаритные аудиосистемы, использующиеся в домашних кинотеатрах и больших помещениях. Чтобы снизить вибрации на пол и стены и сделать звук более четким, напольные колонки оснащаются специальными подставками из камня (гранита, мрамора). Более дешевые модели имеют прорезиненные подставки. Напольный тип акустики чувствительнее других и требователен к усилителям.
3. Потолочные. Не слишком крупные колонки, размещаемые под потолком, могут использоваться как фронтальные сателлиты, так и в качестве двухканальных аудиосистем. Они подходят для небольших помещений и очень практичны тем, что занимают мало места.
4. На стойках. Такие колонки размещаются на полу, но отличаются от обычных напольных. Они не крупные, а их динамики рассчитаны на установку на определенной высоте. Именно благодаря правильному размещению можно получить эффектный, объемный звук. Высота стоек в большинстве моделей регулируется.
5. Саундбары. Отличие подобной акустики в том, что все элементы и каналы размещены в одной горизонтальной панели. Внешне колонка выглядит примитивно и просто, но по качеству звучания она может превосходить системы 5.1 и 7.1. Такой эффект достигается благодаря высокотехнологичным алгоритмам, подающим сигналы от усилителя к динамикам по отдельности. Это один из самых дорогих видов аудиосистем для дома.
6. Портативные. Обычно это всего одна колонка, способная работать автономно от 4-5 до 20 часов. Соединение с устройствами происходит по Bluetooth. Такой вид акустики ориентирован на использование в небольшом помещении или вне дома. Портативные динамики стали отличным решением для отдыха, они полюбились молодежи и путешественникам. У качественных мобильных колонок звук достаточно мощный, чистый и объемный. Хотя, конечно, назвать это полноценной аудиосистемой нельзя.

Это основные виды домашних колонок, которые можно приобрести сегодня на нашем рынке.

Основные характеристики и их важность

Большие и красивые на вид колонки могут обладать совсем слабыми характеристиками. И наоборот, компактные и невзрачные способны превзойти мощностью и чистотой звука более габаритные системы. Именно от технических параметров зависит качество звучания. Чтобы выбрать по-настоящему хорошие колонки, необходимо научиться разбираться в основных критериях характеристик.

Мощность колонок

Стоит сразу отметить, что показатель мощности – это не показатель громкости. Данный фактор указывает на то, как долго колонка сможет звучать на максимальной громкости без искажений, хрипов и прочих помех. Важно, чтобы уровень мощности динамиков был ниже уровня мощности усилителя. Иначе система очень быстро перегорит от чрезмерной нагрузки.

В параметрах различают два вида мощности – пиковую и среднеквадратичную. Независимо от того, какой тип колонок вы выбираете, обращать внимание следует именно на среднеквадратичный показатель. Он определяет длительность звучания динамика на высокой громкости без искажений и сверхнагрузки.

Оптимальным показателем для домашней акустики можно считать суммарную мощность колонок в пределах 40-70 Вт.

Количество полос

Эта характеристика указывает на количество динамиков в колонке. К примеру, небольшие компьютерные колонки чаще всего имеют всего одну полосу. Системы 3.1 могут стоять из 2-х полосных динамиков. Одними из лучших считаются трехполосные аудиосистемы, где разделение идет на высокие, средние и низкие частоты. Есть и более совершенные системы с делением звука на 4-5 и даже 7 каналов.

Чем больше полос у акустики, тем лучше и многограннее ее звук.

Амплитудно-частотные характеристики

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость амплитуды колебания звука на выходе от частоты воспроизводимого сигнала. АЧХ обычно изображается на графиках. Диапазон этих частот отображается в герцах и килогерцах, а любые отклонения в децибелах. В паспорте аппаратуры он указывается в герцах (Гц) и килогерцах (кГц). Это важный показатель, но для человека, не разбирающегося во всех тонкостях музыкальной аппаратуры, он бесполезен.

Если говорить простыми словами, то чем ровнее график АЧХ при звучании колонки, тем лучше. Резкие колебания и всплески говорят о том, что динамики искажают звук.

Чтобы правильно выбрать аудиосистему по параметрам АЧХ, лучше проконсультироваться со специалистом.

Система кодирования звука

Сегодня существуют различные цифровые кодировки звука, позволяющие воспроизводить его в объеме. Сначала появился эффект «стерео», затем такие форматы, как Dolby Stereo Surround. Эти кодировки предполагают разделение звука на несколько каналов, за счет чего достигается эффект присутствия и полного погружения в звук.

Далеко не каждая акустическая система способна считывать и воспроизводить звук в многоканальных кодировках. Обладать стереозвучанием могут и однополосные колонки, но они не смогут передать всю роскошь многоканальной системы.

Тем, кто хочет слушать на своих колонках аудиофайлы в современных объемных кодировках, следует покупать 3,5 или 7-ми канальные колонки и проигрыватель, считывающий такие форматы, как Blu-ray.

Фазоинвертор

Качественные современные акустические системы оснащены фазоинвертором. Это некая труба или отверстие, находящееся в корпусе динамиков. Резонанс этого элемента позволяет расширять низкочастотный диапазон. В системах, состоящих из небольших сателлитов и сабвуфера, фазоинвертор установлен только в низкочастотной колонке.

Для небольших помещений лучше выбирать колонки с боковым или передним расположением фазоинвертора. В крупных залах используются динамики с боковым и задним расположением этой детали.

Материал корпуса

Колонки делают из самых разных материалов. Качество корпуса также влияет на звук.

Разновидность материалов, из которых делают корпуса аудиосистем:

• пластик;
• натуральное дерево;
• стекло;
• оргстекло;
• мрамор или гранит;
• металл.

Наиболее популярны сегодня пластиковые колонки. Хороший прочный пластик не искажает звук и вполне пригоден для облицовки динамиков. К тому же это самый дешевый материал.

Лучшей аппаратурой считается деревянная. Натуральное дерево обладает уникальными акустическими свойствами и улучшает звук. Для больших и низкочастотных колонок подходит камень, он приглушает искажение басов. Неплохим выбором будут системы из МДФ и ДСП. А вот стекло и металл не лучшим образом влияют на воспроизводимость звуковых нот. Здесь многое зависит от количества полос, размера динамиков и помещения.

Дополнительная функциональность

К дополнительным функциям можно отнести беспроводное управление (с помощью пульта), а также возможность настраивать каждую колонку отдельно. Такие опции присутствуют в более дорогих моделях.

Некоторые системы оснащены дисплеем, на котором отображаются все текущие параметры настроек. Очень удобное расширение, позволяющее настраивать динамики не только на слух, но и визуально.

Некоторые колонки могут иметь дополнительное крепление для стены. Это очень удобно для тех, у кого небольшой компьютерный стол (если система покупается именно к ПК).

Если проводить сравнение беспроводных колонок и обычных, то по качеству звука последние явно выигрывают. Несмотря на удобство портативных аудиосистем, беспроводной сигнал утрачивает часть мощности и чистоты звука.

Рейтинг

Итак, теперь вы знаете, как грамотно выбрать колонки, учитывая их параметры и характеристики. Представляем рейтинг лучших домашних моделей, обладающих оптимальными параметрами и хорошими отзывами.

Небольшая по габаритам стереопара колонок (2.0) обладает выходной мощностью в 24 Вт и фронтальным фазоинвертером. Акустика рассчитана на настольное размещение. Колонки отлично подойдут под компьютер. Корпус выполнен из МДФ в стильном черном цвете. Выглядит аппаратура дорого и солидно.

Модель обладает диапазоном частот 70-20000 Гц и цифровым усилителем класса D. Колонки сконструированы по 2-х полосной схеме, на базе 4-х дюймовых басовых динамиков. На задней части корпуса имеются тумблеры для настроек воспроизводимой громкости и уровня НЧ.

• стильный дизайн;
• есть настройки на каждой колонке;
• хорошие, сильные басы;
• чистый звук, нет шипений и хрипов;
• недорогие.

• выключатель сзади, не всегда удобно тянуться к нему;
• мало верхних частот;
• не очень качественные провода.

Модель Edifier R12U – это практичный выбор колонок для планшета или компьютера. Небольшие, но мощные динамики в общей сумме выжимают 4 Вт. На передней панели акустики расположен фазоинвертер и тумблер-регулятор. Корпус выполнен из пластика и представлен в 3-х цветовых решениях: красном, черном, белом.

Диапазон воспроизводимых частот колонок равен 180-20000 Гц. Подключаются динамики через USB-разъем. Также у модели есть линейный выход mini jack и разъем для подключения наушников.

• легкие, компактные;
• есть управление на передней части корпуса;
• очень хорошие басы;
• в неактивном состоянии абсолютно бесшумные;
• дешевые.

• на максимальной громкости могут немного хрипеть (зависит от музыки);
• глянцевый пластик быстро пачкается;
• если эксплуатировать долго и на громком звуке, сильно греются.

Акустическая система 2.1 в элегантном дизайне обладает выходной суммарной мощностью в 38 Вт. Отличительной чертой модели является возможность настольного и настенного размещения. Корпус выполнен из МДФ, что положительно сказывается на качестве звука. Диапазон воспроизводимых частот – 20-20000 Гц. На передней части корпуса расположены регуляторы, через которые можно настраивать ВЧ и НЧ. Фазоинвертор на сабвуфере значительно усиливает басы.

Качество звука этой акустики порадует как любителей компьютерных игр, так и меломанов.

• чистый, качественный звук на всех диапазонах;
• высокий уровень прочности, служат очень долго;
• очень качественный корпус, который не обтирается со временем;
• очень мощная громкость, в маленькой комнате могут дребезжать стекла;
• возможность регулировки НЧ и ВЧ;
• нет шумов от мобильного телефона.

• короткие провода.

Модель SOLO-2 позиционируется как аудиосистема для плеера или компьютера. Ее мощности вполне достаточно, чтобы заполнить звуком большую комнату в доме. Корпус аппаратуры сделан из МДФ под темное дерево. Фазоинвертор выведен на заднюю панель. Суммарная мощность динамиков составляет 60 Вт, что является превосходным показателем. На задней панели расположены регуляторы громкости, высоких и низких частот. В аудиотехнике используется мощный усилитель с микросхемой от ST Microelectronics. Благодаря этому уровень искажений на высокой громкости сведен к минимуму.

Если делать сравнение моделей в рейтинге, первое место следует отдать акустике SVEN SPS-820. У нее самое оптимальное соотношение цены и качества. Она позволит устроить настоящую дискотеку у себя дома, насладиться погружением в компьютерную игру, с комфортом посмотреть хороший фильм.

Но не следует забывать, что все зависит от личных предпочтений каждого пользователя. И если динамики нужны лишь для легкого музыкального сопровождения во время работы за ПК, то нет никакой надобности брать дорогие. Тогда как меломанам имеет смысл раскошелиться на более «навороченную» аудиосистему.

Акустические системы (или иначе – колонки) – это, пожалуй, самый широко представленный на сегодня класс аудиотехники. На рынке имеются сотни предложений, и процесс их выбора весьма непрост. Поэтому мы решили написать небольшое руководство, способное облегчить решение этой задачи.

Можно купить колонки за сто долларов, а можно – за миллион. Частотный диапазон в 10 октав и динамический в сотню децибел – это необходимость воспроизвести звуковые волны длиной от сантиметра до десятков метров и звуки от гробовой тишины безэховой камеры до громоподобного рёва реактивного самолета. Даже банальные корпуса колонок дают разброс от «обувных коробок» до огромных «шкафов» и от килограммов до центнеров.

Классификация акустических систем по стоимости Цены приведены за пару Начальный уровень Напольники до 40 000 ₽ Полочники до 15 000 ₽ Несмотря на свой заявленный начальный статус, колонки этой категории могут смело претендовать на ключевую роль в создании полноценной стереосистемы. Комплект на их базе будет играть, как минимум, существенно лучше большей части музыкальных центров и беспроводных колонок, хотя последнее – с оговоркой, потому что эти колонки могут быть в несколько раз дороже обычных. Говорить о каких-то тонких музыкальных материях в этой категории, вероятно, не совсем корректно, но что касается частотного и динамического диапазона (проще говоря – разных частот и разных громкостей), а также уровня искажений, они совершенно точно будут в рамках дозволенного. Экономят тут, чаще всего, на внешности – например, заменяя натуральный шпон виниловой плёнкой, но и её качество в последнее время существенно выросло. Бюджетный уровень Напольники 40 000 – 80 000 ₽ Полочники 15 000 – 50 000 ₽ Колонки бюджетного уровня являются таковыми разве что по отношению к своим более дорогим собратьям. Что же касается их сравнения с начальными моделями, то они уже в большинстве случаев переставляют собой совершенно полноценные акустические системы. Применительно к ним вполне осознанно можно рассматривать такие критерии, как детальность звучания или построение звуковой сцены – это не говоря уже про все более привычные параметры. Экономический фактор может присутствовать в использовании не самых дорогих динамиков от сторонних производителей или же в корпусах, изготовленных из традиционных материалов (чаще всего MDF), а не экзотики типа металла, дерева или даже стекла. Средний уровень Напольники 80 000 – 160 000 ₽ Полочники 50 000 – 80 000 ₽ Средний уровень – та самая пресловутая золотая середина, причем главная её особенность – отнюдь не в усреднении объективных параметров и субъективного качества, но в достижении той планки, преодолеть которую, во-первых, можно лишь с гораздо более существенными затратами, а во-вторых, оценить превышение которой по достоинству смогут лишь некоторые заядлые любители музыки – те самые аудиофилы. Что же касается абсолютного большинства среднестатистических покупателей, то для них эта категория – разумный максимум, а порой – и предел мечтаний. Премиум-уровень Напольники 160 000 – 500 000 ₽ Полочники 80 000 – 300 000 ₽ В категории премиум используются самые дорогостоящие комплектующие и технологии, применяются различные инновационные решения, задействуется буквально весь потенциал сил и средств, чтобы обеспечить предельно возможное качество звучания, как с точки зрения объективных параметров (все тех же амплитудного и частотного диапазона, фазовых неравномерностей и прочих искажений), так и с позиции субъективно воспринимаемого качества звучания, включая пресловутые вовлечённость и музыкальность. High End Напольники от 500 000 ₽ Полочники от 300 000 ₽ Так что же такое High End audio и собственно говоря колонки этой категории, как по большому счету самое очевидное воплощение этого термина? Есть мнение, что достаточно близкое по ощущению качество звучания можно обеспечить и меньшими затратами. Но суть в том, что процесс улучшения качества в подобных терминальных стадиях носит сугубо нелинейный характер. Другими словами, чтобы сделать лучше на одну десятую, возможно потребуется потратить в десять раз больше. Это раз. И два: настоящий High End – это не только абсолют с точки зрения качества звучания, но и такой же абсолют с точки зрения материалов и технологий по отношению к производителю, к которому тот порой идёт годами, если не десятилетиями.

Бытует мнение, что домашние колонки следует выбирать исключительно по цене и внешней привлекательности. Однако даже если вы не намереваетесь становиться экспертом в этом вопросе, наша статья поможет без труда сократить число «вероятных претендентов» и отмести заведомо неприемлемые варианты.

Великое множество представленных на рынке акустических систем делает процесс выбора непростой задачей

Страна-производитель

Аудиотехника разных стран (и в первую очередь – акустика) воспроизводит звук по-разному.

Скажем, Америка – страна больших пространств, больших автомобилей и внушительных акустических систем. Такие колонки способны «озвучить» просторные американские гостиные, а их внешний вид поражает своей монументальностью. Эту тенденцию наглядно иллюстрирует модель Ultimate III компании Magico – ведь её высота составляет неполных 2.5 метра! И звучание – под стать размерам: очень динамичное, мощное, агрессивное и напористое.

Американцы – создатели Ultimate III – предпочитают крупные формы

В противовес им Япония, где небольшие помещения обеспечивают своеобразную передаточную функцию, наоборот старается «подсушивать» бас в своих колонках. Характерный пример – проект JBL Everest , для курирования которого был приглашён известный рецензент Кейзо Яманака. Собственно говоря, итоговое звучание и планировалось, и получилось типично японским: акцентируется «внешняя» атрибутика, сочность тембров и красота подачи, иногда на грани пресыщения и еле уловимого синтетического привкуса – иначе говоря, они звучат не вполне естественно. Вследствие этого, на сегодняшний день мы не имеем ни одного действительно популярного производителя качественной акустики из Страны Восходящего Солнца.

JBL DD55000 Everest – прекрасный пример «типично японского» подхода к созданию акустики

Далее – в первую очередь Великобритания, со своими и . Британское звучание – не размашистое и не разухабистое, а достаточно точное и сдержанное. Этот звук передаёт внутреннее содержание музыки за счет каких-то плавных и мелких жестов. Считается, что «середину», наиболее важную часть диапазона, английская аппаратура отрабатывает особенно хорошо.

«Британское звучание» Monitor Audio Gold уместно даже в бывшей церкви

Подготовлено по материалам портала "Barnsly Blog", декабрь 2017 г.

Из высшего ценового сегмента уже давно перестали быть простыми колонками, эдакими коробками, издающими звук с помощью пары динамиков. Инженеры из года в год ухищряются, превратив индустрию и каждое устройство в небольшое произведение искусства, которое не каждому дано повторить. Появились новые типы динамиков, новые способы вывода звука, изменение мощности и амплитуды, и так далее и тому подобное. Со временем появилась целая многокомпонентная структура, описывающая разные типы акустических систем. Собственно, об этом и пойдет речь в нижеизложенном материале.

Категоризация акустических систем

Итак, для начала разберемся в базовых аспектах в том, какие бывают а уже потом выясним, что они собой представляют и чем друг от друга отличаются.

Существуют следующие типы акустических систем:

• Полочные и напольные системы. Из названия понятно, что отличаются они по принципу установки в помещении и по своему размеру.
• Также акустические системы отличаются по количеству полос (по сути, количеству динамиков) - от одной до семи.
• Существуют динамические, электростатические, планарные и другие акустические системы, в зависимости от конструкции динамиков, которая может вовсе не попадать ни под одну категорию (все зависит от фантазии инженеров).
• В зависимости от акустического оформления корпусов, колонки делятся на системы с открытым корпусом, закрытым корпусом, с фазоинверторным оформлением, с акустическим лабиринтом и так далее.
• Также колонки делятся на пассивные и активные , в зависимости от наличия в них встроенного усилителя звука.

Однополосные и многополосные акустические системы

Однополосные оснащаются одним-единственным излучателем, а так как настроить один излучатель на хорошее воспроизведение всех частот сразу невозможно, производителям приходится использовать сразу несколько по-разному настроенных излучателей.

Существуют также 2-х полосные акустические системы (также 3-х, 4-х). В таких системах устанавливаются два излучателя. Один берет на себя воспроизведение низких и средних частот, а второй воспроизводит только высокие частоты. За счет такого подхода в 2-х полосных акустических системах достигается идеальный баланс звучания, невозможный при использовании единственного динамика (даже если он очень хороший). Звучания таких колонок обычно достаточно для людей неискушенных, не владеющих более продвинутыми системами, но есть и более приемлемые варианты, например, 3-полосные системы. 3-х полосные акустические системы делят сразу все три типа частот между собой. Один излучатель занимается воспроизведением низких частот, второй - высоких, третий - средних. 3-х полосные акустические системы встречаются чаще остальных, так как именно благодаря такой конструкции достигается высочайшее качество воспроизведения слышимых человеческим ухом частот.

Пассивные и активные акустические системы

Активные и пассивные системы различаются наличием интегрированного усилителя мощности в конструкции самих колонок.

Активные колонки имеют такой усилитель, поэтому их можно напрямую подключить к предварительному усилителю с помощью межблочного кабеля, а каждая отдельная колонка питается от электросети без подключения дополнительных источников питания.

Пассивные колонки хоть и сложнее в устройстве, все же встречаются гораздо чаще и находятся в приоритете у пользователей, которые ценят качественный звук. Такие колонки подключаются к усилителю мощности через специализированный разделительный фильтр. Подключение происходит с помощью акустических проводов. Многие производители (фирмы) акустических систем предпочитают производство именно таких колонок, так именно они приносят большую прибыль и позволяют инженерам воплотить в жизнь свои идеалы звучания. Помимо определенных сложностей в установке, есть и проблема финансовая, ведь хороший усилитель и акустические кабели стоят немалых денег, а без них такую систему не «заведешь».

Рупорные акустические системы

Это особый тип акустических систем. Их особенностью является имеющаяся над излучателем рупорная установка. Преимущество таких колонок заключается в высокой чувствительности динамиков. Это делает их идеальным дополнением для недорогих и маломощных ламповых усилителей, неспособных дать их обладателю достаточную громкость. Такие акустические системы требуют грамотного размещения в помещении, где планируется их эксплуатация, но если потратить на это какое-то время, то можно достичь наиболее реалистичной и насыщенной стереокартины.

Электростатические акустические системы

Такие системы отличаются своей необычной конструкцией. Вместо классических динамиков используется пленка из токопроводящего материала, которая вытягивается по вертикали вдоль колонки. Принцип работы следующий: на пленку подается звуковой сигнал на определенной частоте, а на расположенные по бокам проводники подается постоянное напряжение (в некоторых случаях наблюдается обратный порядок, когда постоянное напряжение подается на токопроводящую пленку). Между пленкой и проводниками создается электростатическое поле, на которое накладывается переменное поле. Из-за этого возникают колебания пленки, которая и воспроизводит звуковое излучение. Звучание таких акустических систем отличается высокой детализацией, ясной передачей каждой отдельной частоты. Музыка кажется более свободной и открытой. Из минусов стоит выделить недостаточное количество басов, которые не могут передать всей глубины, особенно когда речь идет о таких жанрах, как хип-хоп или трэп.

Система центрального канала

В качестве конечно) используются комплекты из 5 колонок и одного сабвуфера. Это классическая система, зарекомендовавшая себя и использующая большинством любителей хорошего звука. Ключевым элементом этой системы является центральная колонка, которая воспроизводит диалоги в кино и основные музыкальные фрагменты. Такая колонка устанавливается прямо по центру. Некоторые пользователи используют ее в акустических системах для компьютера, так как смотря кино именно на нем.

Фронтальная и тыловая акустические системы

Фронтальная система представляет собой классическую пару колонок, создающих эффект стерео. Такие колонки нередко формируют полноценную (так как обычно больше ничего и не нужно). Если речь идет о домашнем кинотеатре, то между двумя фронтальными колонками (или же под телевизором) ютится колонка центрального канала. Опираясь на фронтальную пару колонок, нужно собирать остатки акустической системы 5.1, так как именно они воспроизводят основной массив звуков.

Тыловая часть системы - это две небольшие колонки, расположенные позади зрителей. Их использование необязательно, но они всегда идут в комплекте с акустическими системами 5.1 для достижения максимального погружения в атмосферу воспроизводимых фильмов. Если звуковая дорожка фильма поддерживает технологию звукового окружения, то некоторые события и сцены в фильме будут воспроизводить звук только на тыловых колонках (такое встречается, когда кто-то крадется позади героя фильма). При использовании акустических стоек можно внедрить эту систему и в компьютерную акустику.

Сабвуфер

Это отдельная колонка, которая способна воспроизводить только низкие частоты и бас. Часто используется вместе с парными колонками и дополняет акустическую систему для компьютера, так как фронтальные колонки не могут справиться со всем диапазоном звучания. Сабвуфер привносит баланс в акустическую систему. Визуально сабвуфер выглядит так же, как и обычная колонка, но в нем устанавливается один массивный излучатель в открытом виде. Сабвуфер устанавливается в угол комнаты или под компьютерным столом. Из-за этого, кстати, нередко страдают соседи.

Полочные и напольные акустические системы

Такие акустические системы еще можно назвать настольными и напольными (или компьютерными и для домашних кинотеатров). Полочные колонки занимают гораздо меньше пространства и при этом гораздо меньше весят, а значит, их можно установить повыше. Например, в случае если вы собираете аудиосистему для дома, которая будет подключаться к телевизору (для создания глубины звучания), можно поставить полочные колонки даже на шкаф (это обеспечивает максимальный охват площади). Для выведения максимального потенциала из таких компактных колонок их обычно устанавливают на специальные акустические стойки.

Напольные системы куда лучше подходят для больших помещений (их часто называют акустическими системами для кинотеатров). В них устанавливаются более крупные динамики, а их количество варьируется от одного до семи. Установка таких колонок в маленьком помещении может спровоцировать чрезмерное усиление низких частот и сильно заметный гул. Напольные системы гораздо дороже полочных и требуют от конструкторов намного большего внимания в расчетах при их создании.

Акустические системы с фазоинвертором

Фазоинвертор - это отверстие в корпусе, от которого идет труба во внутреннюю часть колонки. Благодаря такой конструкции акустика может воспроизводить низкие частоты, недоступные для стандартных колонок без фазоинвертора. При конструировании колонки инженеру необходимо выбрать диаметр и длину трубы в соответствии с частотой, которую должен воспроизводить будущий В момент, когда происходит воспроизведение музыки, объем воздуха в трубе фазоинвертора резонирует и усиливает воспроизведение той частоты, на которую изначально был настроен диаметр трубы. Размер самой колонки не имеет значения, фазоинвертор встраивается как в огромные аудиосистемы для дома, так и в компактные наушники. Труба для вывода воздуха может выходить в любую часть колонки или наушника, но от этого будет зависеть положение колонки в помещении (труба не должна быть заслонена чем-либо).

Акустические системы с акустическим лабиринтом

По своей сути акустический лабиринт - это тот же фазоинвертор. Разница заключается в том, что труба, уходящая в корпус, имеет множество изгибов, и длина ее гораздо больше. Задача трубы та же - усиление громкости и насыщенности звучания низких частот. К сожалению, такие колонки гораздо дороже вариантов с обычным фазоинвертором, так как их производство занимает намного больше времени и при этом требует от инженеров особой точности, да и материалы стоят дороже. Так же как и в случае с фазоинверторными колонками, размер выводящего звук устройства может быть любым, но в наушниках вы такой системы не встретите.

Закрытые и открытые акустические системы

Некоторые фирмы акустических систем производят колонки открытого типа. Акустическое оформление таких колонок отличается отсутствием задней стенки. Благодаря этому у диффузоров появляется некоторая свобода. Такой подход обеспечивает звучание близкое к электростатическим audio-акустическим системам.

Существуют и закрытые акустические системы. Собственно, отличаются они именно тем, что в их корпусах нет никаких отверстий. Такой подход делает звучание более "упругим". Это происходит из-за того, что воздуху некуда выходить, движение диффузора становится скованным. Чтобы избежать негативного эффекта от подобной конструкции, колонки такого типа делают очень большими, чтобы у диффузора появилось больше свободы для движения. Большим плюсом подобных систем является отсутствие каких-либо излишних шумов, треска и иже с ними.

Акустические системы с пассивным излучателем

Пассивный излучатель выполняет ту же задачу, что и фазоинвертор, к примеру. Он необходим для того, чтобы обеспечить нормальное звучание низких частот. В подобных колонках нет никаких труб. В колонке просто проделывается отверстие, а внутрь устанавливается пассивный динамик (динамик без магнитной системы, построенный на базе одного диффузора, подвеса и рамы). Преимуществом пассивного излучателя является возможность воспроизводить бас и любые, даже самые низкие частоты. Такие типы акустических систем очень ценны и требуют недюжинного мастерства инженеров.