Арматурный драйвер vs динамический: что лучше?
В корпусе всех наушников есть элемент, без которого воспроизведение звука было бы невозможно — излучатель (драйвер). Чаще всего в пользовательских наушниках встречаются динамические излучатели, но арматурные уже наступают им на пятки. Ещё десять лет назад такие драйверы можно было встретить в основном в профессиональных ушных мониторах для сцены и студии, а сейчас даже TWS-наушники, например, Soundcore Liberty 3 Pro используют арматурные излучатели в конструкции. Так что же лучше — классический динамик или «арматура»? Устраиваем драйверный батл — будет громко!
Принцип работы
Описываем физику работы излучателей простым языком без подробных конструкционных особенностей. Это поможет понять общие различия в работе разных типов излучателей.
Динамик (электродинамический излучатель). Переменный электрический ток от усилителя мощности подаётся на звуковую катушку, находящуюся в постоянном магнитном поле, заставляя ее колебаться вперёд и назад с той же частотой, что и звуковой (электрический) сигнал. Механические колебания катушки передаются на прикреплённый к ней диффузор, и он начинает двигаться в такт с частотой проходящего электрического тока. Диффузор, двигаясь, вытесняет воздух и создаёт звуковую волну, которую воспринимает человеческое ухо.
Уравновешенный якорь (арматурный излучатель). Технически более сложный излучатель по сравнению с динамиком. В устройстве между двумя магнитами в индукционном поле «парит» металлический элемент — якорь (или «арматура»). На катушку подаётся переменный ток, который меняет магнитное поле и заставляет арматуру колебаться. Она механически соединена с диафрагмой и передаёт на неё вибрации, которые затем превращаются в звуковую волну.
Как видим, у обоих типов излучателей в основе есть похожие элементы, такие как диафрагма на которую передаются колебания: в одном случае от «якоря», а в другом от подвижной магнитной катушки. Отметим, что у арматурного драйвера диафрагма намного легче и меньше, чем у динамика, что положительно сказывается на точности звучания.
Что появилось раньше?
Динамику понадобилось больше 40 лет, чтобы сложиться в привычную многим конструкцию. Инженер Иоганн Филипп Рейс установил первый динамический излучатель в свой телефон в 1861 году. Первый патент на динамический излучатель представил Александр Грэм Белл в 1876 году в Великобритании — тогда инженеры бились над разработкой телефонных систем. А уже в следующем году Эрнст Вернер фон Сименс представил усовершенствованную версию динамика.
Революция в конструкции динамического излучателя произошла позже, когда в начале XX века стали использовать электронные лампы для усиления сигнала — потребовался динамик с более чётким звуком. Инженеры Честер У. Райс и Эдвард У. Келлог разработали принцип подвижной катушки и диафрагмы с использованием постоянного магнита и индукции для создания звуковых волн, который до сих пор используют в большинстве динамиков. В 1925 году Райс подал патент, который был принят в 1929 году.
Дорогой читатель! Мы рады, что тебя не пугают лонгриды, и ты читаешь наши статьи и оставляешь комментарии. В благодарность мы дарим тебе промокод BLOG, который даст скидку 5% на всё, кроме акционных позиций и товаров определенных брендов.
1910-е годы были богаты на изобретения, особенно по части воспроизведения звука. В 1910 и 1915 году представлены патенты на арматурные наушники Натаниэля Болдуина — одно из первых упоминаний данного излучателя. Модель была встречена негативно из-за узкого частотного диапазона — у наушников отсутствовали высокие и низкие частоты. Однако арматурные драйверы оценили врачи и военные из-за их малого размера. Излучатели стали устанавливать в слуховые аппараты и системы связи. Интересно, что патент на конструкцию внутриканальных наушников французский ученый Эрнест Меркадье представил ещё в конце XIX века (так называемый Bi-telephone, 1891 год). Позднее в подобную конструкцию поместят излучатель, и появятся современные вставные наушники.
В 1946 Хью Ноулз основал компанию Knowles Electronics, которая теперь прочно ассоциируется с производством арматурных драйверов. Ноулз в 1955 году «переизобрёл» и доработал конструкцию арматурного драйвера — её используют по сей день с небольшими изменениями.
Получается, что раньше появился динамик — его конструкция, похожая на современную, сложилась уже в 1920-е годы, а арматурного — в 1950-е. Однако в истории мировых патентов есть множество прототипов, и найти первый достаточно сложно, так как разработки велись в разных странах параллельно.
Что популярнее?
С начала XX века и по сей день динамический излучатель — это самый используемый вид драйвера. Его можно встретить в подавляющем числе акустических систем и наушников. Арматурные драйверы получили распространение в аудио в конце 1980-х благодаря компаниям Westone Audio и Etymotic Research. Условную «золотую эру» этих драйверов можно отсчитывать с 1995, когда звукоинженер Джерри Харви основал компанию Ultimate Ears, и мониторные наушники с арматурными драйверами хлынули на профессиональную сцену. Чуть позже арматурные драйверы начали использовать в пользовательских наушниках. Ярким маркером популярности излучателей этого типа была презентация в 2008 году Стивом Джобсом двухдрайверной модели Apple In-Ear Headphones.
По нашему мнению, популярность арматурных драйверов менее стабильна, чем у динамиков. Хотя за последнее время их всё чаще можно встретить в пользовательских наушниках, включая TWS. Давайте разберем достоинства и недостатки каждого типа излучателей отдельно.
Плюсы и минусы
Арматурный излучатель
За что арматурный излучатель ценят производители профессиональных ушных мониторов и почему его стали использовать в TWS-наушниках?
Достоинства
- Компактность. Арматура намного меньше динамика, поэтому в корпусе наушников можно расположить сразу несколько таких излучателей. В 64 Audio U18sих 18: по 8 на низкие и средние частоты и ещё два — на верхние. Маленькие драйверы также востребованы в беспроводных наушниках, так как большую часть корпуса занимают электронные компоненты, такие как ЦАП и звуковой процессор.
- Отличная передача высоких частот. От сбалансированного якоря можно добиться огромной частоты колебаний, что положительно влияет на передачу высоких частот. Они получаются более детальными и точными, а за счёт маленького корпуса, ВЧ-излучатель можно установить непосредственно в звуковод, чтобы верхние частоты доходили до барабанной перепонки кратчайшим путём. Динамик менее эффективен в ВЧ-диапазоне, так как ему тяжело двигать воздушную массу при сверхбыстрых колебаниях диафрагмы.
- Маленькое энергопотребление. Катушка в арматурном драйвере, в отличие от классического динамика, неподвижна, а значит излучателю не нужна дополнительная энергия для её «раскачки». Можно сказать, что арматурный драйвер более эффективен в энергопотреблении, чем динамик (однако многое будет зависеть от количества драйверов в наушниках). Это качество важно в беспроводных наушниках.
Недостатки
- Импеданс зависит от частоты. Как правило, чем больше частота, тем больше сопротивление — это не относится к однодрайверным моделям. Кривая импеданса у многодрайверных арматурных наушников бывает достаточно сложной, и сопротивление в некотором диапазоне может падать до 4 Ом и ниже, что может вызвать сложности с усилением.
- Сложная и хрупкая конструкция. Арматурные драйверы достаточно хрупкие и сложные в производстве, поэтому технология распространяется не так быстро, как бы этого хотелось. Однако Knowles активно совершенствует этот тип драйверов и уже представила арматуру с влагозащитой по стандарту IPX5 и IPX7.
Арматурные драйверы стали популярны благодаря компактному корпусу и точному звучанию, особенно на высоких частотах. Однако одному излучателю достаточно сложно охватить широкий частотный диапазон, поэтому часто производители снабжают наушники несколькими драйверами. Создание сбалансированных по звучанию арматурных наушников — это высший пилотаж, так как приходится согласовывать несколько излучателей между собой с помощью сложных кроссоверов или настраивать один драйвер на работу в широком диапазоне частот. Но результат того стоит — наушники с высокой чувствительностью и детальным звучанием.
Динамический излучатель
Почему динамический излучатель используется чаще, какой частотный диапазон динамик отрабатывает лучше и почему они тоже эффективны в мониторинге?
Достоинства
- Лёгкая и надёжная конструкция. Технически создать динамик легче, чем арматурный драйвер, так как в нём меньше микрокомпонентов. За счет этого динамики часто обходятся дешевле, чем арматурные драйверы. Например, мониторные наушники CTM CE110 хорошо справляются с высоким звуковым давлением, что делает их надёжным решением для работы со звуком и бытового прослушивания.
- Эффективная работа в низких частотах. Благодаря крупной диафрагме с большим ходом динамик способен эффективно двигать воздушный поток и передавать более глубокие низкие частоты, чем арматурный драйвер. Например, динамические Campfire Audio Equinox воспроизводят частоты с невероятно низкой планки от 5 Гц благодаря 10-мм динамику — такие показатели практически недостижимы для арматурных излучателей. Пока достаточно сложно создать эффективную систему активного шумоподавления, которая бы работала с арматурными драйверами, так как ANC глушит шум в основном в НЧ-диапазоне, переворачивая фазу сигнала — динамик делает это эффективнее.
- Работа в более широком диапазоне. Широкополосные динамики способны воспроизводить весь необходимый частотный спектр от 20 Гц до 20 кГц и шире. В арматурных наушниках часто используют несколько излучателей, чтобы добиться такого диапазона, так как каждый «якорь» настроен на работу с определенным спектром.
Недостатки
- Больше нелинейных искажений. Диффузор и катушка менее точно повторяют частоту сигнала, чем арматурный драйвер, из-за большей массы и инерции, которую приходится преодолевать. По этой причине у динамиков может быть достаточно большой уровень нелинейных искажений.
- Неравномерные частотные характеристики. У широкополосного динамика может быть менее линейное звучание, чем у связки арматурных драйверов, где каждый излучатель работает в своей полосе. У динамиков в АЧХ часто бывают акценты на низких и высоких частотах.
Динамики — по-прежнему самый распространённый тип излучателей в наушниках.Это связано с их достаточно простой конструкцией и ценовой доступностью. Динамический драйвер обеспечивает глубокое звучание наушников, особенно в низких частотах — такой характер звука очень востребован на рынке. Производители постоянно экспериментируют с материалами диффузоров и других элементов, чтобы сделать звучание динамиков более точным, но при этом сохранить их положительную черту — натуральность.
Вердикт
Нельзя однозначно сказать, какой тип драйверов (арматурный или динамический) совершеннее, так как у каждого из них есть сильные стороны и недостатки. Мы выступаем за разнообразие и не будем даже субъективно помещать один из типов на первое место. Производители аудио также по-разному оценивают целесообразность их установки в своих наушниках. Например, Sennheiser принципиально использует широкополосные динамики даже в своих премиальных IEM, а Westone Audio делает ставку на арматурные излучатели — кто из них прав? Это риторический вопрос, так как важнее то, как изготовлен излучатель, с какой технологической базой. Также на рынке множество гибридных наушников, в которых совместно работают два типа драйверов — это позволяет использовать сильные стороны каждого.
Мы не стали останавливаться на описании звучания динамиков и арматуры, предлагаем вам протестировать наушники разной конструкции в магазинах Dr.Head. Если у вас уже есть опыт прослушивания, то поделитесь им в комментариях.
Все статьи, обзоры, обсуждения и мнения — в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь и присоединяйтесь к обсуждениям в чате!
 |
Как звукорежиссер, профессиональный, динамические наушники звучат грубее и жесче. к тоже менее детально. |
|
Спасибо за статейку! |
| ||||||
Как музыкант, профессиональный, для меня арматура не совсем то. Грубовато, жëстко звучит. | ||||||
|
|
Если брать арматуру, то только 5-6 драйверную, только она достойно раскрывает картину звука. |
|
Послушал 1-2-драйверные арматуры лет 10 назад, не понравилось по сравнению с динамиком, особенно басы. Хайэнд по 10 драйверов на канал, конечно, другое дело, но у них и цена соответствующая. А вот гибриды - интересный зверь |
| ||||||
Пф, ну такое, а если нормальные гибридные наушники? Они могут очень живо звучать по всему диапазону. | ||||||
|
| ||||||
Арматура, однозначно! Тут если сравнивать, то только с изодинамическими наушниками. Классический динамик уже давно не самое эффективное решение. | ||||||
|
