Акустической системой называется громкоговоритель, предназначенный для использования в качестве функционального звена в бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Под «громкоговорителем» понимается «устройство для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько головок громкоговорителей, при наличии акустического оформления, электрических устройств (фильтры, трансформаторы, регуляторы и т.п.). В соответствии с определением Международного электротехнического словаря МЭК 50 (801) термин «громкоговоритель» может применяться как к «акустической системе», так и к одиночному громкоговорителю, который в отечественных стандартах называется «головкой громкоговорителя (ГГ)». Однако в технической литературе термин «громкоговоритель» обычно применяется к одиночным громкоговорителям, а многополосные системы, в зависимости от их назначения, называются «акустические системы», «звуковые колонки» и т.д.
Акустические системы, встроенные в корпус радиоэлектронной аппаратуры (телевизор, магнитофон, приемник), называются «встроенными»; акустические системы, конструктивно не связанные с используемой аппаратурой, называются «выносными». Акустические системы АС являются конечным звеном бытовых звуковоспроизводящих трактов, в значительной степени определяющим их качество звучания.
Значительный прогресс в развитии бытовой радиоэлектронной аппаратуры за последние годы обусловил рост объемов производства и увеличение числа моделей «выносных» и «встроенных» АС в отечественной и зарубежной промышленности.
Ниже будут рассмотрены основные элементы конструкции акустической системы. Принцип устройства многополосной выносной АС показан на рис. 1. Акустическая система состоит из следующих основных элементов:
Излучатели , используемые в подавляющем большинстве АС, представляют собой электродинамические головки громкоговорителей ГГ. В ряде АС применяются также электростатические, изодинамические и др. Такие АС в отечественной терминологии принято называть «АС с нетрадиционными излучателями».
В выносных АС, как правило, используется многополосный принцип построения, т.е. весь воспроизводимый диапазон частот подразделяется на несколько частотных поддиапазонов, каждый из которых воспроизводится своим ГГ, который в зависимости от этого называется низко-, средне- или высокочастотным. В зарубежной литературе встречаются названия subwoofer - «супернизкочастотный» и supertweeter - «супервысокочастотный» ГГ. Под этими названиями обычно понимаются ГГ, эффективно воспроизводящие частоты соответственно ниже 25 Гц или выше 20 кГц. В АС высшей категории обычно используется три или четыре частотных поддиапазона; в массовых АС часто применяют одно- или двухполосный принцип построения. Это связано с тем, что применение одного широкополосного громкоговорителя не позволяет обеспечить равномерность АЧХ акустической мощности в полном диапазоне частот и снизить уровень интермодуляционных искажений. Требования к ГГ, работающим в различных частотных диапазонах, существенно отличаются.
Низкочастотные ГГ должны обладать значительной мощностной н температурной устойчивостью (современные ГГ используются при мощности музыкальных сигналов 100-150 Вт, увеличение температуры при этом достигает 150-200 °С); обеспечивать линейность упругих характеристик при больших смещениях; низкие резонансные частоты; сохранение поршневого характера колебаний в возможно более широком диапазоне частот. Как правило, в качестве низкочастотных ГГ используются конусные электродинамические громкоговорители прямого излучения. Отечественной промышленностью выпускалась только одна модель АС , где в качестве низкочастотного используется электростатический излучатель.
К среднечастотным ГГ, используемым в АС, также предъявляются требования к мощностной и температурной устойчивости, обеспечению уровня линейных и нелинейных искажений, близких к субъективным порогам восприятия, которые в области средних частот достигают своих минимальных значений. В качестве среднечастотных используются как конусные, так и купольные электродинамические ГГ, кроме того, значительно шире применяются электростатические излучатели, изодинамические, излучатели Хейла.
Высокочастотные ГГ в современных АС должны обеспечивать воспроизведение высокоцастотной части диапазона до 20-30 кГц, увеличение динамического диапазона до 100-110 дБ и устойчивость к тепловым перегрузкам. В большинстве моделей применяются купольные электродинамические ГГ, однако за последние годы все больше используются нетрадиционные конструкции излучателей всех видов: пьезокерамические, электростатические, излучатели Хейла и др.
Корпус АС является основным конструктивным элементом, формирующим ее электроакустические характеристики в области низких частот за счет регулирования нагрузки на тыловую поверхность диффузора и использования или подавления излучения этой поверхности. Он оказывает существенное влияние на электроакустические параметры АС как в области низких частот (такие как амплитудно-частотная характеристика - АЧХ, фазочастотная - ФЧХ, характеристика направленности - ХН, коэффициент нелинейных искажений), так и в области средних и высоких частот за счет колебаний стенок корпуса на его внутреннего объема, а также за счет влияния формы корпуса на характер дифракционных эффектов.
Наиболее распространенными типами корпусов в современных АС являются закрытый корпус, фазоинверсного типа и корпус с пассивным излучателем (рис. 2). Существуют также и другие виды реже используемых корпусов: «свернутый рупор, «лабиринт», трансмиссионная линиям и т.д.
Закрытый корпус служит для подавления излучения тыловой поверхности диффузора ГГ.
Корпус фазоинверсного типа отличается наличия в нем отверстия или отверстия с трубкой, что увеличивает уровень звукового давления в определенной области низких частот благодаря излучению тыловой поверхности диффузора.
Довольно широко применяется корпус, в котором вместо отверстия или трубки используется пассивный излучатель, представляющий собой громкоговоритель с подвижной системой без магнитной цепи и звуковой катушки. Пассивный излучатель позволяет также увеличить уровень звукового давления за счет использования тылового излучения, особенно в области частоты резонанса системы, образуемой за счет массы подвижной системы излучателя, гибкости его подвеса и содержащегося в корпусе воздуха.
Варианты АС по низкочастотоному оформлению корпуса:
Конструктивные параметры корпуса АС, его конфигурация, соотношение размеров, расположение ребер и прочее определяются расчетным или экспериментальным путем исходя из требований к электроакустическим характеристикам АС.
Характеристики АС в области низких частот рассчитываются путем анализа существующих эквивалентных схем системы, полученных с помощью метода электромеханических аналогий. За последние годы разработан системный подход к анализу и синтезу параметров АС в области низких частот, базирующийся на аналогии между характеристиками АС в области низких частот и параметрами соответствующих электрических фильтров, что позволило применить хорошо разработанные методы расчетов характеристик фильтров к расчету параметров АС. Обобщенная эквивалентная схема АС с различными типами оформлений в области низких частот показана на рис. 3. Для построения эквивалентной схемы АС и ее последующей оптимизации используются такие электромеханические параметры низкочастотных громкоговорителей, как полная Q ts , электрическая Q es , механическая Q ms добротности, эквивалентный объем V as , частота основного резонанса f 0 , модуль полного электрического сопротивления │ z │ и др.
E g – напряжение источника сигнала;
R g – выходное сопротивление источника сигнала;
R E – активное сопротивление звуковой катушки;
B – плотность магнитного потока в зазоре магнитной системы;
S эф – эффективная площадь диффузора;
C AS – акустическая гибкость подвеса;
M ’ AS –акустическая масса подвижной системы;
R AS – акустическое сопротивление потерь в подвижной системе;
R AR 1 – активная составляющая сопротивления излучения фронтальной поврхности диффузора;
M A 1 – реактивная составляющая сопротивления излучения (масса воздуха, соколеблющаяся с фронтальной поверхностью диффузора громкоговорителя);
M B 1 – масса воздуха, соколеблющаяся в тыловой поверхности диффузора;
C AB – акустическая гибкость воздуха в корпусе АС;
R AB – акустическое сопротивление потерь в корпусе АС, обусловленных внутренним поглощением энергии;
R AL – акустическое сопротивление потерь, обусловленных утечками воздуха из щелей корпуса АС;
R AR 2 – активная составляющая сопротивления излучения отверстия фазоинвертора или диафрагмы пассивного излучателя;
M A 2 – реактивная составляющая сопротивления излучения отверстия фазоинвертора или диафрагмы пассивного излучателя;
M B 2 – масса воздуха, соколеблющаяся с тыловой поверхностью диафрагмы пассивного излучателя (если таковой присутствует);
M ’ AP – акустическая масса пассивного излучателя или воздуха в трубе фазоинвертора;
C AP – акустическая гибкость подвеса пассивного излучателя;
R AP – акустическое сопротивление потерь в подвесе пассивного излучателя или в трубе фазоинвертора;
l – длинна части звуковой катушки, находящаяся в зазоре магнитной системы.
В области средних и высоких частот существенное влияние на акустические характеристики АС оказывает внешняя конфигурация корпуса: его форма, наличие отражающих поверхностей, характер округления углов, степень демпфирования его передней и верхней стенки и т.д. за счет дифракционных эффектов. Экспериментальные исследования в корпусах различной формы показывают, что переход от гладких форм, например эллипсоидных или сферических, к формам с острыми углами приводит к значительному увеличению неравномерности АЧХ. Традиционно в большинстве АС используют прямоугольные корпуса, при этом для уменьшения отражений применяют демпфирование передней панели или верхней крышки, например за счет применения специальных накладок. Для высококачественной аппаратуры нередко делают корпуса обтекаемой формы; эллипсоиды, цилиндры, сферы и т.д., выделяя для средне- и высокочастотных ГГ отдельный блок. Эти меры позволяют снизить неравномерность АЧХ и улучшить субъективное восприятие звучания.
Существенное влияние на электроакустические характеристики АС оказывают колебания стенок корпуса, которые вносят значительный вклад в общий процесс звукоизлучения. Поскольку резонансные колебания стенок происходят на частотах негармонических по отношению к колебаниям диффузора, она придают особенно неприятную окраску звучанию. Анализ механизмов возникновения звукоизлучения из-за вибраций стенок корпуса показывает, что существуют два пути передачи звука: первый за счет возбуждения колебаний внутреннего объема воздуха в корпусе, вследствие излучения от тыльной поверхности диафрагмы и передача через него колебаний на стенки корпуса, и второй, за счет прямой передачи вибраций от диффузородержателя на переднюю стенку, а от нее – на боковые и заднюю. Анализ вклада обоих механизмов передачи показывает, что в области низких частот до 300-600 Гц существенное влияние на возбуждение стенок оказывают как колебания внутреннего объема корпуса, так и прямая передача вибраций через диффузородержатель. В области средних частот действует в основном второй путь. Для уменьшения этих явлений в процессе конструирования АС используют различные способы звуко- и виброизоляции и звуко- и вибропоглощения.
Для демпфирования внутренних акустических резонансов, корпуса АС заполняют тонковолокнистыми упругопористыми материалами (минеральная вата, синтетическое волокно, стекловолокно и др.). Лучшими из отечественных волокнистых звукопоглощающих материалов являются АТМ-1, АТМ-3, АТМ-7, АТИМС и др.
С целью уменьшения общего уровня звукоизлучения от стенок, применяются конструктивные меры по повышению жесткости и массы стенок. Известны конструкции АС с корпусами из кирпича, мрамора, пенобетона и др. Они обеспечивают высокий уровень звукоизоляции до 30 дБ, но слишком велики по весу. Обычно используют такие материалы, как ДСП, фанера или МДФ. Для АС категории Hi-Fi применяют эти материалы толщиной 13-20 мм, что обеспечивает неплохую звукоизоляцию и приемлемый вес корпуса.
Для борьбы с прямой передачей вибрации от диффузородержателя, применяют методы виброизоляции и вибропоглощения. Эффект виброизоляции достигается применением упругих амортизаторов при креплении диффузородержателя к передней стенке корпуса в виде резиновых прокладок, локальных опорных виброизоляторов для крепления винтов, амортизирующих прокладок для крепления передней панели к боковым, развязок держателя от передней панели за счет дополнительной опоры его на дно и т.д.
Снижение амплитуд вибраций стенок достигается использованием различных вибропоглощающих материалов, например жесткой пластмассы или мастики, наносимых на внутренние поверхности стенок, таких как Агат, ВМЛ-25, Антивибрит и др. Кроме того, применяют стяжки; распорки, например между двумя боковыми стенками, и ребра жесткости. Использование рёбер жесткости, особенно расположенных параллельно длинной стороне или по диагонали стенки, существенно повышает резонансные частоты, облегчая тем самым их демпфирование. Таким образом, корпуса акустических систем, особенно для АС категории Hi-Fi, обладают довольно сложной конструкцией за счет применения всех указанных мер, однако затраты на производство таких конструкций оправдываются улучшением объективных характеристик и качества звучания акустических систем.
Электронные устройства АС включают в себя, прежде всего, электрические разделительные фильтры. Практически все современные АС являются многополосными по причинам, указанным выше, поэтому распределение энергии звукового сигнала между ГГ является основной задачей фильтров. Развитие техники проектирования АС заставило изменить функции фильтров и методы их проектирования. Разделительные фильтры выполняют теперь одновременно задачи фильтрации и коррекции. В подавляющем большинстве современных выпускаемых АС используются так называемые «пассивные» фильтры, которые включаются после усилителя мощности. Однако в ряде моделей АС применяются и «активные» разделительные фильтры. В этом случае в каждом частотном канале используется свой усилитель мощности, включенный после фильтров. По сравнению с пассивными активные фильтры имеют ряд преимуществ: лучшую перестраиваемость в процессе настройки, отсутствие потерь мощности, меньшие габариты и т.д., однако они проигрывают по таким параметрам, как динамический диапазон, шумы, нелинейные искажения, требуют применения отдельных усилителей в каждом канале, что экономически невыгодно. В промышленности СССР выпускалась только одна модель активной АС – .
В процессе развития техники проектирования АС использовались пассивные фильтры различных типов. К настоящему времени наибольшее распространение получили фильтры «всепропускающего типа», которые удовлетворяют одновременно многим требованиям: обеспечивают плоскую суммарную АЧХ по напряжению, симметричные характеристики направленности АС в области частот разделения, низкую чувствительность к изменению значения элементов. Поскольку передаточные функции по напряжению таких фильтров представляются в виде полиномов Баттерворта степени n [точнее, при n -нечетном описываются полиномом Баттерворта В n , а при n -четном — (В n) 2 ], их называют фильтрами Баттерворта различного порядка. Выбор порядка фильтров определяется степенью сложности предъявляемых к АС требований. Обычно в АС используются фильтры второго-четвертого порядков. При оптимизации разделительных фильтров с использованием компьютера, разработчик задается схемой фильтров и начальными значениями элементов. Затем путем целенаправленного изменения значений элементов схемы на ПК, минимизируется разница между требуемыми электроакустическими характеристиками и действительными. Использование методов оптимального синтеза фильтрующе-корректирующих цепей позволило в современных конструкциях АС добиться значительного уменьшения неравномерности АЧХ, снижения уровня фазовых искажений, симметризации характеристик направленности и т.д.
К электронным устройствам в АС относятся также различные фильтры-корректоры, которые используются для коррекции характеристик АС в области низких частот, в частности, электронная коррекция реализуется в АС с электромеханической обратной связью (ЭМОС) применением амплитудных линейных и нелинейных корректоров, специальных усилителей мощности со сложным комплексным характером выходного сопротивления, согласованным с параметрами низкочастотных ГГ. Электромеханическая обратная связь используется в системе .
В связи со значительным возрастанием мощности подводимых к АС музыкальных сигналов, часто применяются электронные устройства для защиты ГГ от механических и тепловых перегрузок.
3ащита как от длительных, так и от кратковременных перегрузок достигается применением различных вариантов пороговых схем. Пороговые схемы обычно нагружаются на ключевые цепи, включающие питание реле, коммутирующих головки ГГ. Для защиты от кратковременных перегрузок применяются релейные устройства с порогами срабатывания существенно меньшими, чем тепловые постоянные головок Т пор =10-20 мс.
Во многих АС используются различные – варианты индикации перегрузок, например на светодиодах, включающихся в момент срабатывания реле. Подобные схемы применены в отечественной системе .
В ряде АС используются схемы, предназначенные для коррекции формы АЧХ в различных поддиапазонах (НЧ, СЧ, ВЧ), называемые регуляторами тембра. Как правило, они реализуются в виде пассивных Г-образных или дискретных аттенюаторов, позволяющих изменять уровень сигнала.
Клеммы в АС высшего класса обычно применяются типа пружинного типа специальной конструкции.
Если музыкальные центры делятся на миди, микро и мини, с акустическими системами иначе. На первый план ставятся иные параметры, описанные в статье. Напомним, деление музыкальных центров на мини, микро и миди условное, не всегда касается мощности динамиков, хотя для микро — граница очевидная. Во внимание принимаются возможности и качество изготовления. Не факт даже, что приборы отличимы по цене. Какую акустическую систему купить, если прослеживается неразбериха с музыкальными центрами — разберёмся.
Не все понимают, зачем нужна акустическая система. Дело простое — на любой жизненный случай производители музыкальных центров и домашних кинотеатров в принципе угодить не в силах. Причина в габаритах помещений, в форме, во вкусах зрителей. Продвинутая акустическая система стоит намного дороже, нежели лучший домашний кинотеатр с музыкальным центром вместе взятые. Цена накладывает ограничения на маркетинговую политику.
Получается, хочется производителю продать домашний кинотеатр подороже, но если оснастить лучшей акустической системой, желающих на товар не наберется. Посему изготовители техники доверяют человеку составить домашний развлекательный центр самостоятельно. Выбор ведется, исходя из компромисса между возможностями и потребностями. Причем нередко лучшие производители не совпадают в трех сегментах:
Последняя группа уже больше относится к профессиональной музыке, это не стандартная бытовая техника. Для звезд оборудование делают марки: Apertura, Bowers & Wilkins, Heco. С трудом, наверное, найдете домашние кинотеатры или музыкальные центры указанных производителей. Между тем, среди акустических систем издатели представлены широко, хотя сложно найти продукцию стоимостью выше миллиона.
Среди акустических систем притаились раритеты, выходящие за грань возможностей среднего потребителя. На полках тяжело найти диковинку, как Bowers & Wilkins 800 Diamond, дороже двух миллионов за единственную колонку странного вида.
Мы начали исследование Bowers & Wilkins 800 Diamond с изучения карточки товара. Это показалось логичным. Упомянем, что Diamond — забытая система квадрофонии: колонки стоят ромбом впереди, сзади и с каждого бока от слушателя. Расположение резко контрастирует с привычным сегодня в домашних кинотеатрах.
По параметрам:
В литературе написано масса размытых фраз, складывается впечатление, что авторы не понимают смысла написанного. Фазоинверторные акустические системы известны с 30-х годов 20-го века, но входить в жизнь обывателей стали с появлением Элвиса.
Суть: у колонок с низкочастотным динамиком на некоторой высоте звука (разумеется, баса) появляется резонанс. Получается, колонка ходит ходуном, остальные динамики работать просто не могут. Понятно, что негативное явление, требуется избавиться. На сайте уже писали про кухонные вытяжки с активным подавлением шума, здесь используется аналогичный подход.
В вытяжках стоял микрофон, принимающий звук мотора, который потом инвертировался и излучался небольшим динамиком. В результате уровень шума снижался на 15 дБ. Серьезный показатель, вытяжка на 56 дБ гудит, как трактор, а при 41 дБ еле слышна.
Внутри корпуса акустической системы прокладывается набор ходов, размеры выбираются так, чтобы на частоте резонанса гасились колебания динамика. За счет опции громкость уменьшается, а резкого нарастания вибраций не происходит. Получаем фазоинверторную колонку класса HiFi. Трудно рассчитать параметры и геометрию, о чёс умалчивают фирмы производители, храня секрет. В литературе пишут, что при использовании метода в системе появляются два вторичных резонанса более низкой амплитуды.
Как с ними бороться, каждый изготовитель решает самостоятельно. Подобная трёхполосная акустическая система порадовала бы обширным описанием. Вывод из сказанного: динамики для акустических систем каждого из трех диапазонов не станут искажать общего звучания.
На примере акустической системы проиллюстрировали возможности указанного класса техники.
Известная сумятица в понимании принципов формирования басового звена акустики во многом обусловлена информационной политикой рекламных, а чсто и справочных публикаций. Там потенциальному покупателю в первую очередь сообщают размер динамика, затем - его мощность, потом еще мифический "диапазон частот" и завершают это победным аккордом цены.
Все? Не тут-то было! Здесь все только и начинается. В английском собственно динамик называется driver - привод, и это очень правильно. Подобно тому как двигатель станет автомобилем только обогатив себя всем тем, что выработало для этого человечество, так и динамик станет громкоговорителем только в присущем ему акустическом оформлении.
С верхнечастотными и среднечастотными головками дело обстоит относительно просто: ВЧ головки свое акустическое оформление несут на себе, а СЧ - требуют в минимальных размерах.
Иное дело - басовики. Здесь почти все определяется выбором акустического оформления, причем в зависимости от этого выбора пересмотру будут подлежать все сообщенные вам параметры: и мощность, и диапазон частот, и, в известном смысле - цена. Ибо при умелом выборе параметров можно добиться тошнотворного звучания самого дорогого и породистого басового динамика.
Теперь настала пора "огласить весь список". Он не такой уж длинный:
|
|
|
Акустический экран |
Закрытый ящик |
|
|
|
 |
|
|
|
 |
 |
 |
 |
|
Задача любого низкочастотного акустического оформления решается по древнему принципу "разделяй и властвуй". "Разделяй" означает, что колебания, излучаемые одной стороной дифузора должны быть чем-то отделены от колебаний, создаваемых обратной его стороной, одновременно и в противофазе с первыми. "Властвуй" означает, что с отсеченными таким образом "лишними" звуковыми волнами можно поступить по разному.
Исторически первым акустическим оформлением был акустический экран. Он держит оборону, не пуская колебания с одной стороны диффузора на другую и не давая им взаимно уничтожиться вплоть до частот, на которых кратчайшее расстояние между лицевой и обратной стороной диффузора станет сопоставимо с длиной полуволны излучаемой частоты. А ниже этой частоты акустический экран "расписывается в полном неумении" и предоставляет противофазным волнам гасить друг друга как им заблагорассудится. Для пресечения акустического короткого замыкания на частоте, скажем, 50 Гц, щит должен иметь размер 3 метра на 3. Поэтому этот вид акустического оформления практическое значение давно утерял, хотя и используется до сих пор в качестве эталонного при измерении параметров динамиков.
Конструктивно простейшее акустическое оформление из практически применяемых - закрытый ящик (sealed или closed в зарубежной терминологии). Здесь с ненужными колебаниями поступают решительно и круто: запертые в замкнутом пространстве позади диффузора, они рано или поздно угаснут, и превратятся в тепло. Количество этого тепла мизерно, но в мире акустики все носит характер малых возмущений, поэтому то, как происходит этот термодинамический обмен, небезразлично для характеристик акустической системы. Если позволить звуковым волнам внутри корпуса громкоговорителя болтаться без присмотра, значительная часть энергии будет рассеяна на содержащемся внутри корпуса объеме воздуха, он, пусть и незначительно, нагреется и изменится упругость воздушного объема, причем в сторону повышения жесткости. Для того, чтобы этого не происходило, применяют заполнение внутреннего объема звукопоглощающим материалом. Поглощая звук, этот материал (обычно вата, натуральная, синтетическая, стеклянная или минеральная), поглощает и тепло. Из-за существенно большей, чем у воздуха, теплоемкости звукопоглощающих волокон повышение температуры становится намного меньше и динамику "кажется", что позади него существенно больший объем, нежели не самом деле. На практике таким способом удается добиться увеличения "акустического" объема по сравнению с геометрическим на 15 - 20%. В этом, а вовсе не в поглощении стоячих волн, как считают многие, заключается основной смысл введения звукопоглощающего материала в закрытые громкоговорители.
Разновидностью этого (а не предыдущего, как часто полагают) типа акустического оформления является так называемый «бесконечный экран ». В англоязычных источниках такой тип оформления называют infinite baffle или free-air. Все приведенные названия одинаково дезориентируют. Мы все тут взрослые люди и понимаем, что бесконечного экрана на практике быть не может. На самом деле бесконечным экраном принято считать закрытый ящик с объемом настолько большим, что упругость заключенного внутри него воздуха значительно меньше упругости подвески диффузора, так что динамик эту упругость просто не замечает и характеристики акустической системы определяются только параметрами головки. Где проходит та граница, начиная с которой объем ящика становится как бы бесконечным, зависит от параметров динамика. Впрочем, при решении практических задач таким объемом всегда оказывается внутренний объем багажника, который, даже у небольшого автомобиля будет давать реакцию «бесконечно большого» объема даже для большого динамика. Другое дело, что не всякий динамик будет хорошо работать в таком оформлении, но это мы обсудим отдельно, когда будем говорить о выборе динамика под акустическое оформление (или наоборот).
При всей (кстати, кажущейся) простоте закрытого ящика как акустического оформления низкочастотного звена автомобильной акустики, это решение обладает многими достоинствами, отсутствующими у других, более мудреных конструкций.
Во-первых, простота (или пости протсота) расчета характеристик. У закрытого ящика есть всего один параметр - внутренний объем. Уж один-то можно правильно выбрать, если постараться! Поле для ошибок здесь сведено к минимуму.
Во-вторых, во всем диапазоне частот, вплоть до нуля, колебания диффузора сдерживаются упругой реакцией воздушного объема внутри ящика. Это существенно снижает вероятность перегрузки динамика и его механических повреждений. Не знаю, насколько утешительно это звучит, но у заядлых любителей баса динамики в закрытых ящиках, бывает, горят, но практически никогда не "выплевываются".
В-третьих, только закрытый ящик является акустическим фильтром второго порядка, то есть имеет спад АЧХ ниже частоты резонанса системы головка-ящик крутизной 12 дБ/окт. А именно такой крутизной, только в противоположным знаком, обладает АЧХ внутреннего объема салона автомобиля, ниже некоторой частоты. Если угадать, рассчитать или измерить (как кому доведется) - появляется возможность получить идеально горизонтальную частотную характеристику на нижних частотах.
В-четвертых, при грамотном выборе параметров головки и объема для нее закрытый ящик не имеет себе равных в области импульсных характеристик, в значительной мере определяющих субъективное восприятие басовых нот.
Естественный вопрос теперь - так в чем же подвох? Если все так хорошо, зачем нужны все остальные типы акустического оформления?
Подвох один-единственный. К.п.д. У закрытого ящика он - наименьший по сравнению с любым другим типом акустического оформления. При этом чем меньше нам удастся сделать объем ящика, при сохранении отго же рабочего частотного диапазона, тем меньше будет его эффективность. Нет более ненасытной твари в смысле подводимой мощности, чем закрытый ящик малого объема, поэтому-то динамики в них, как и было сказано, хоть и не выплевываются, но горят нередко…
Следующий по распространенности тип акустического оформления - фазоинвертор (ported, vented, bass-reflex), более гуманен по отношению к излучению тыловой стороны диффузора. В фазоинверторе часть энергии, которая в закрытом ящике "ставится к стенке" используется в мирных целях. Для этого внутренний объем ящика сообщается с окружающим пространством тоннелем, заключающим в себе некоторую массу воздуха. Величина этой массы выбирается таким образом, чтобы, в сочетании в упругостью воздуха внутри ящика создать вторую колебательную систему, получающую энергию от тыльной стороны диффузора и излучающую ее куда нужно и в фазе в излучением диффузора. Такой эффект достигается в не очень широком диапазоне частот, от одной до двух октав, но в его пределах к.п.д. существенно возрастает, по принципу "нет отходов - есть неисопльзованные ресурсы". Помимо более высокого к.п.д. фазоинвертор обладает еще одним важнейшим достоинством - вблизи частоты настройки значительно уменьшается амплитуда колебаний диффузора. Это может на первый взгляд показаться парадоксом - как наличие здоровенной прорехи в корпусе громкоговорителя может сдержать движение диффузора, но тем не менее это - факт жизни. В своем рабочем диапазоне фазоинвертор создает для динамика совершенно тепличные условия, причем точно на частоте настройки амплитуда колебаний минимальна, а большая часть звука излучается тоннелем. Допустимая подводимая мощность здесь максимальна, а искажения, вносимые динамиком - наоборот, минимальны. Выше частоты настройки тоннель становится все менее и менее "прозрачным" для звуковых колебаний, за счет инерции заключенной внутри него воздушной массы, и громкоговоритель работает как закрытый. Ниже частоты настройки происходит обратное: инерция отннеля постепенно сходит на нет и на самых низких частотах динамик работаеи практически без нагрузки, то есть как будто его вынули из корпуса. Амплитуда колебаний быстро возрастает, а вместе с ней и риск выплевывания диффузора или повреждения звуковой катушки от удара о магнитную систему. В общем, если не предохраняться, поход за новым динамиком становится реальной перспективой.
Средством предохранения от таких неприятностей, помимо осмотрительности в выборе уровня громкости, служит использование фильтров инфранизких частот. Отрезая часть спектра, где все равно никакого полезного сигнала не содержится (ниже 25 - 30 Гц), такие фильтры не дают диффузору идти в разнос с риском для собственной жизни и Вашего бумажника.
существенно более капризен к выбору параметров и настройке, поскольку выбору, под конкретный динамик, подлежат уже три параметра: объем ящика, поперечное сечение и длина тоннеля. Тоннель очень часто делают так, чтобы у уже готового сабвуфера можно было регулировать длину тоннеля, меняя частоту настройки.
Из-за наличия двух взаимосвязанных колебательных систем фазоинвертор является акустическим фильтром четвертого порядка, то есть его АЧХ теоретически имеет спад 24 дБ/окт ниже частоты настройки. (Реально - от 18 до 24). Получить горизонтальную АЧХ при установке в салоне практически невозможно. В зависимости от соотношения размера салона (а, стало быть, характерной частоты, с которой начинается подъем АЧХ внутренней акустики) и частоты настройки фазоинвертора суммарная характеристика может иметь отклонения от деликатного горба до безумных Амурских волн. Горб, то есть плавный подъем АЧХ на низших частотах часто бывает как раз тем что надо для оптимального субъективного восприятия басов в зашумленном пространстве, а вот резкие перепады амплитуды при неудачном выборе параметров снискали фазоинвертору, совершенно незаслуженно, прозвище boom-box ("бухало"). Чтобы восстановить справедливость, заметим, что бухающего эффекта можно добиться и от закрытого ящика - я в следующий раз объясню, как; а правильно рассчитанный фазоинвертор способен дать очень ясный и музыкальный бас при разумной подводимой мощности.
Разновидностью фазоинверторного оформления является громкоговоритель с пассивным излучателем (или радиатором). Иноязычные термины: passive radiator, drone cone. Здесь творая колебательная система, позволяющая утилизовать энергию, снимаемую с задней стороны диффузора, реализована не в виде массы воздуха в тоннеле, а в виде второго диффузора, ни к чему не присоединенного, но утяжеленного до требумой массы. На частоте настройки этот диффузор колеблется с наибольшей амплитудой, а основной - с наименьшей. С продвижением вверх по частоте они постепенно меняются ролями. До недавнего времени этот тип акустического оформления не находил применения в мобильных установках, хотя в домашних используется довольно часто. Причиной нелюбви были неоправданные хлопоты по добыванию второго диффузора (это, обычно, такой же динамик, но без магнитной системы и звуковой катушки) и трудности в размещении двух больших диффузоров там, где у обычного фазоинвертора надо разместить диффузор и небольшой тоннель. Однако в самое последнее время автомобильные сабвуферы с пассивным излучателем появились - нужда заставила. Дело в том, что в последнее время стали появляться динамики нового поколения с очень большим ходом диффузора, рассчитанные на работу в малых объемах. Объем "выдуваемого" ими при работе воздуха очень велик, и отннель пришлось бы делать занчительным в диаметре (иначе скорость воздуха в тоннеле возрастет настолько, что он будет шипеть как паровоз). А сочетание малого объема и большого диаметра тоннеля заставляет выбирать для тонеля большую длину. Вот и оказалось, что фазоинверторы обычной конструкции для таких головок украсились бы трубами метровой длины. Чтобы избежать таких никому не нужных казусов, предпочли требуемую соколеблющуюся массу сосредоточить в пассивном излучателе с ходом диффузора, таким же, как и у активного динамика.
Третий тип сабвуфера, довольно часто используемый в автоустановках (хотя и реже, чем два предыдущих) - полосовой громкоговоритель (bandpass) . Иногда встречается название "громкоговоритель с симметричной нагрузкой" (). Если закрытый ящик и фазоинвертор - акустические фильтры верхних частот, то полосовой, как и вытекает из названия - объединяет в себе фильтры верхних и нижних частот.
Простейший полосовой громкоговоритель - одинарный 4-го порядка (single reflex). Он состоит из закрытого объема, т.н. задней камеры и второго, снабженного тоннелем, как у обычного фазоинвертора (передняя камера). Динамик установлен в перегородке между камерами так, что обе стороны диффузора работают на полностью или частично замкнутые объемы - отсюда и термин "симетричная нагрузка".
Из традиционных конструкций полосовой громкоговоритель, в любом варианте - чемпион по эффективности. При этом эффективность прямо связана с шириной полосы пропускания. Частотная характеристика полосового громкоговорителя имеет вид колокола. Путем выбора соответствующих объемов и частоты настройки передней камеры, можно построить сабвуфер с широкой полосой пропускания, но органиченной отдачей, то есть колокол будет низким и широким, а можно - с узкой полосой и очень высоким к.п.д. в этой полосе. Колокол при этом вытянется в высоту.
Бандпасс - капризная штука в расчете и самая трудоемкая в изготовлении. Поскольку динамик закопан внутри корпуса, приходится идти на ухищрения по сборке ящика так, чтобы наличие съемной панели не нарушало жесткости и герметичности конструкции. Согласование частотных характеристик сабвуфера, салона и фронтальной акустики также связано с известной головной болью. Импульсные характеристики тоже не из лучших, в особенности при широкой полосе. Чем же это компенсируется?
Прежде всего, как говорилось - высочайшим к.п.д.
Во-вторых - тем, что весь звук излучается через тоннель, а динамик полностью закрыт. При компоновке такого сабвуфера открываются немалые возможности для установщика (или любителя) с фантазией. Достаточно найти небольшое местечко на стыке багажника и салона, гда может разместиться жерло тоннеля - и путь мощнейшим басам открыт. Специально для таких установок фирма JLAudio, например, выпускает гибкие пластмассовые рукава-тоннели, которыми она предлагает (и многие соглашаются) соединять выход сабвуфера с салоном. Вроде шланга пылесоса, только толще и жестче.
Еще большей эффективностью обладают полосовые громкоговорители 6-го порядка с двумя тоннелями. Камеры такого сабвуфера настраиваются с разносом примерно в октаву. Двойной бандпасс обеспечивает меньшие искажения в рабочей полосе, поскольку динамик нагружен фазоинверторами с обеих сторон диффузора, со всеми преимуществами такой нагрузки, но имеет более крутой, по сравнению с одинарным, спад АЧХ ниже рабочей полосы.
Промежуточное положение занимает так называемый квази-полосовой громкоговоритель , он же - с последовательной настройкой, где задняя камера соединена тоннелем с передней, а передняя еще одним тоннелем - с окружающим пространством.
Трехкамерные полосовые громкоговорители представляют собой просто альтернативные конструктивные реализации обычных полосовых, и составлены из двух обычных, полсе чего убрана разделяющая их стенка.
Существует еще три варианта акустического оформления низкочастотной акустики, которые хоть и сужществуют, но применения практически не находят. Первый из аутсайдеров - акустический лабиринт , где "отвод энергии" от тыльной стороны диффузора происходит по длинной трубе, обычно сложенной для компактности, но все равно увеличивающей габариты сабвуфера до пределов, недопустимых в мобильной установке.
Второй - экспоненциальный рупор , который для получения достаточно низкой граничной частоты должен иметь циклопические размеры, что делает редкостью его использование в низкочастотном звене даже в стационарных системах, где места побольше, чем в автомобиле.
Третий тип, имеющий единичные прецеденты применения - громкоговоритель в апериодической нагрузкой в виде сосредоточенного акустического сопротивления (aperiodic membrane ). У нас раньше это называлось ПАС - панель акустического сорпотивления. Идея заключается в том, что нагрузкой для диффузора является близкорасположенная полупроницаемая преграда, например, плотная ткань или слой секловаты, зажатый между перфорированными панелями. Теоретически, такая нагрузка носит неупругий характер и, как амортизатор в автомобильной подвеске, гасит акустическую энергию, не влияя на резонансную частоту динамика. Но это - теоретически. А на практике наличие воздушного объема между динамиком и ПАС создавало такую мешанину характеристик и реакций, что результаты становились малопредсказуемы.
Итак, из беглого взгляда на основные типы акустического оформления ясно, что совершенства в мире нет. Любой выбор будет компромисом. А чтобы существо компромиса стало яснее, давайте завершим эту заочную встречу как положено - подведением промежуточных итогов. Сравним рассмотренные варианты с точки зрения основных факторов, определяющих успех их использования в мобильной аудиоустановке.
К этим факторам следовало бы отнести:
Величина к.п.д., присущего тому или иному типу акустического оформления определяет, в конечном счете, насколько мощный усилитель понадобится для достижения требуемого уровня громкости, а заодно и насколько трудна будет жизнь динамика.
В наиболее важном с точки зрения воспроизведения информации басового регистра диапазоне частот 40 - 80 Гц места распределятся так: узкополосные полосовые громкоговорители - чемпионы в этом зачете, особенно - двухтоннельные 6-го порядка. За ними идут широкополосный двухтоннельный и обычный фазоинвертор. И наконец, самые охочие до подводимой мощности - закрытый ящик и широкополосный одинарный бандпасс.
В нижней октаве - полутора музыкального диапазона (30 - 80 Гц) все типы акустического оформления ведут себя прилично при небольших уровнях мощности. Фазоинвертор и полосовой громкоговоритель - несколько лучше других, но ненамного. А вот при больших мощностях соперники растягиваются вдоль дистанции. Наилучшие результаты здесь следует ожидать от двойного полосового громкоговорителя. За ним - одинарный полосовой и фазоинвертор. И замыкает цепь - закрытый ящик, дающий наибольшие искажения при больших амплитудах сигнала.
Точная передача фронтов басовых инструментов - едва ли не главное качество для басовой акустики. Немного проку в низких басовых потугах, если они будут смазанными и вялыми. В этом отношении закрытый ящик обещает наилучшие результаты (при правильном расчете).Переходные характеристики фазоинвертора могут быть очень достойными, но все же в среднем уступят закрытому оформлению. Одинарные полосовые громкоговорители имеют неплохие характеристики, которые, однако, ухудшаются с расширением полосы пропускания. Наихудшей реакцией на импульсный сигнал обладает двойной полосовой громкоговоритель, опять же, в особенности - широкополосный.
Работа сабвуфера должна быть, начиная с определенной частоты, перепоручена мидбасам фронтальной акустики. Для закрытого ящика и фазоинвертора это не проблема и конструктор системы обладает изрядной свободой в выборе частоты раздела полос, поскольку и эта частота и крутизна спада определяются внешними цепями. А вот узкополосные бандпассы часто обладают собственным спадом частотки уже начиная с 70- 80 Гц, где далеко не все мидбасы могут безболезненно подхватить песню. Требования к мидбасам при этом усложняются, да и работа с кроссовером проще не становится.
Поместим все вышесказанное в таблицу, на основе привычной нам пятибалльной системы:
| Полосовой громкоговоритель | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| одинарный | двойной | ||||||
| Закрытый ящик | Узкая полоса | Широкая полоса | Узкая полоса | Широкая полоса | |||
| Искажения на малой мощности | 4 | 5 | 5 | 4 | 5 | 4 | |
| Искажения на большой мощности | 2 | 4 | 4 | 3 | 5 | 4 | |
| Импульсные характеристики | 5 | 4 | 4 | 2 | 3 | 2 | |
| Согласование с фронтальной акустикой | 5 | 5 | 2 | 4 | 2 | 4 | |
| Перегрузочная способность в рабочем диапазоне (выше 30 Гц) | > | 4 | 5 | 4 | 5 | 4 | |
| Перегрузочная способность в инфра низкочастотном диапазоне ниже 30 Гц) | 5 | 2 | 5 | 5 | 2 | 2 | |
| Гладкость АЧХ с учетом внутренней акустики автомобиля. | 5 | 4 | 2 | 3 | 2 | 3 | |
| Чувствительность к ошибкам расчета и изготовления | 5 | 4 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
Активная колонка
Что значит активная акустическая система, наверное, сегодня знает каждый меломан. Наделенный усилителем и мощным звуком, комплект активный акустический популярен сегодня, как никогда.
Его приобретают те автовладельцы, которые заинтересованы в качественном и мощном звуковом фоне в салоне своей машины.
Акустическая система – определимся для начала, а что собственно представляет собой она? Это устройство для воспроизведения звука, как известно, состоящее из акустического оформления и установленных в него .
Как правило, акустическую систему принято делить на две категории: широкополосную и многополосную:
Примечание. Широкополосная или как ее еще называют, однополосная система такого распространения не получила, ввиду своей ограниченности и различных сложностей создания излучателя, который бы одинаково хорошо воспроизводил сигналы разных частот.
Кроме того, что акустическая система делится на полосные типы, она еще и имеет различное оформление.
Виды распространенных на сегодня акустических оформлений приведены ниже:
Подразделение на пассивные и активные системы вызвано различностью этих самых . Если первые состоят только из излучателя и кроссовера, то в активные динамики всегда встроен бывает вдобавок качественный усилитель мощности.
Итак:
Примечание. Недостатком пассивных колонок как раз называют тот фактор, что сюда бывает сложно самостоятельно подбирать усилитель, ведь его в этих типах динамиков не бывает.
Кроме этих преимуществ, активная акустическая система имеет, к сожалению, и недостатки:
Так что же делать покупателю, который задался вопросом приобретения акустической системы в свой автомобиль? Какую выбрать – активную или пассивную систему?
Как и говорилось выше, ключевую роль в активной акустике выполняет усилитель. Его еще часто называют ресивером.
Этот самый ресивер отвечает за подачу звука с автомагнитолы непосредственно на динамики.
Сегодня различают два типа активной акустики: дорогостоящей и бюджетной:
Как правило, пассивная акустическая система имеет больше недостатков, чем активная:
Примечание. Все это объясняется тем, что производители не знают, под какую именно акустику будет работать усилитель. Вследствие этого и появляются два вида вышеописанных усилителей.
Примечание. Кроссовер – это музыкальное сопровождение, в котором смешивается два или более стилей. Ввиду того, что усилитель нагружает в большей степени электронику акустики, качество звука и характеристики пассивных колонок значительно ухудшаются.
Итак:
Все вышеперечисленное говорит в пользу приобретения именно активной акустической системы, хотя и пассивные колонки имеют свои преимущества. Каждый в данном случае делает выбор, исходя из собственных возможностей.
Цена активных колонок, как правило, бывает выше, чем на пассивные.
Установка активных колонок своими руками проводится согласно инструкции, которая идет в комплекте с комплектом акустики. В процессе монтажа рекомендуется изучить фото и видео – материалы, дающие практическое понимание работы.
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.
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:
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.
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».
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.
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.
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 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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
