Характеристики динамиков: что они означают и как по ним правильно выбрать акустическую систему
Когда нужно выбрать акустическую систему, то одна из самых больших сложностей — это разобраться в спецификациях моделей. От таких характеристик, как частотный диапазон, чувствительность, сопротивление или рекомендуемая мощность у пользователя холодеют руки.
На что влияют эти характеристики, встречающиеся в мануале к акустике? В этой статье мы рассмотрим основные базовые характеристики и дадим рекомендации по выбору акустической системы. Начнём!
Акустические системы:
Бренд: Klipsch
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 76
Диаметр НЧ-динамика, мм: 203
Бренд: Wharfedale
Вид крепления: корпус
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Вид крепления: корпус
Количество полос: двухполосная
Расположение фазоинвертора: сзади
Wi-Fi: да
Адаптер питания от сети: да
Бренд: Bowers & Wilkins
Бренд: Magnat
Вид крепления: корпус
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Содержание:
Как работает динамик?
Динамик — это устройство, преобразующее один тип энергии в другой (электрическую в механическую). Чтобы получить звук из колонки, сначала необходимо подключить его к источнику электрических сигналов (например, к усилителю) с помощью соответствующих кабелей.
Динамик принимает эти сигналы и пропускает их через обернутый проволокой цилиндр, называемый звуковой катушкой. Она свободно движется вперед и назад между двумя полюсами большого магнита. К звуковой катушке прикреплена круглая диафрагма на герметичном подвесе.
Движение диафрагмы вперёд и назад создает изменение в давлении воздуха, который движется перед динамиком. Наш слух распознает эти волны как звук. Большинство динамиков помещены в корпус, что помогает удерживать фокус только на звуковых волнах, исходящих из передней части излучателя.
Типы драйверов
Нужно знать, какие виды динамиков распространены, чтобы понять некоторые характеристики, о которых пойдёт речь. Каждый тип оптимизирован для определенного диапазона частот и обладает уникальными особенностями и спецификацией.
Конусные
Эти драйверы являются наиболее распространенным типом динамиков и обычно используются для передачи средних и низких частот. Форма конуса обеспечивает эффективное движение воздуха, создавая звуковые волны в широком частотном диапазоне. Эти драйверы универсальны и встречаются в различных акустических системах, от небольших полочных колонок до гигантских сабвуферов.
- Применение: НЧ (низкочастотные), СЧ (среднечастотные) и широкополосные излучатели у акустической системы.
- Важные характеристики: размер и материал диафрагмы, частотная характеристика, импеданс, чувствительность и допустимая мощность.
- Материалы: влияют на качество звука, долговечность и эффективность. Среди распространенных — бумага, полипропилен, кевлар и алюминий.
Купольные
Обычно используются для воспроизведения высоких частот. Купольная форма обеспечивает более широкое рассеивание звука по сравнению с конусной. Этот тип излучателей эффективно воспроизводит высокие частоты, так как справляется с большой скоростью таких волн. Передача баса не по зубам этому типу драйверов.
- Применение: твитер (ВЧ-динамик) у акустической системы.
- Важные характеристики: размер и материал диафрагмы, частотная характеристика, импеданс, чувствительность и допустимая мощность.
- Материалы: влияют на высокочастотную производительность и долговечность. Распространенные материалы включают шелк, ткань, металл (например, алюминий или титан) и композитные материалы. Шелковые и тканевые куполы часто создают более плавный и естественный звук, в то время как металлические предлагают большую детализацию и точность, но могут звучать резко. У каждого материала есть преимущества и недостатки, а также уникальный звуковой характер.
Рупорные
Как правило представляет собой купольный драйвер, помещённый в рупор специальных размеров. Его используют для усиления и рассеивания звука от излучателя. Такая конструкция повышает эффективность, что делает её идеальной, когда требуется высокое звуковое давление. Поэтому мы часто видим рупорную акустику на концертных площадках, однако и в бытовом аудио она популярна. Например, её активно использует Klipsch. Рупорные драйверы охватывают широкий спектр частот в зависимости от конструкции, но обычно используются для СЧ и ВЧ.
- Применение: СЧ и ВЧ излучатели в домашних, студийных и концертных акустических системах.
- Важные характеристики: форма и размер рупора, материал динамика, частотная характеристика, чувствительность, импеданс, допустимая мощность.
- Материалы: подобно другим типам, материал влияет на производительность и долговечность. Рупорные излучатели часто используют компрессионные драйверы с диафрагмами из таких материалов, как титан, алюминий или фенол.
Это наиболее распространенные типы драйверов, но есть и другие варианты, такие как магнепланарные, электростатические и ленточные. Мы оставим их за скобками повествования, так как речь о «классических» динамиках.
Напольная акустика:
Бренд: Amphion
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Бренд: KEF
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 130
Бренд: Klipsch
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 203
Бренд: Amphion
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 133
Бренд: Bowers & Wilkins
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Бренд: Klipsch
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 380
Бренд: Bowers & Wilkins
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Бренд: Amphion
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25.4
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Бренд: Klipsch
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Переходим к параметрам, которые помогут выбрать акустику.
Частотный диапазон
Указывает на то, насколько эффективно динамик справляется с воспроизведением различных звуковых частот. Частотная характеристика относится к диапазону частот, которые способен воспроизводить динамик: от басовых нот до самых высоких дискантовых нот. Этот диапазон измеряется в герцах (Гц). Есть два распространенных способа отображения частотного диапазона в инструкциях и описаниях.
- Текстовое. Большинство производителей указывают диапазон в виде границ, который определяют, какие частоты динамик может воспроизводить без существенных искажений.
- Графическое. Описание, показывающее как акустика воспроизводит конкретную частотную область. Обычно это показано с помощью шкалы дБ на оси Y и частоты на оси X. График намного более показателен, чем просто граница. Дело в том, что по нему можно представить как колонки поведут себя в зависимости от подаваемых частот. Не все производители раскрывают графические показатели для пользователей.
Рекомендация. Плоская характеристика в рабочем диапазоне предпочтительна, поскольку она указывает на то, что динамик может точно воспроизводить звуки во всем спектре, не отдавая предпочтения или не пренебрегая каким-либо конкретным участком. В наушниках также часто встречается график в виде «улыбки», в котором подняты НЧ и ВЧ для более яркой и эмоциональной музыкальной подачи.
Рекомендуемая и пиковая мощность
Сразу скажем, что у динамика нет такого показателя, как мощность. Речь идёт о том, какую мощность способна выдержать акустика или конкретный драйвер без повреждений. Мощность обычно указывается двумя способами: среднеквадратичной и максимальной. Эта характеристика выражается в ваттах (Вт).
- RMS (среднеквадратичная). Часто называемая непрерывной, — это количество мощности, которое динамик выдерживает непрерывно без перегрева или повреждения. Эта спецификация даёт реалистичную оценку возможностей динамика или акустики, поскольку отражает мощность, которую они способны выдерживать при длительном прослушивании. Обычно RMS указывают в виде границы между самым малым и большим значением. Если подать мощность больше или меньше указанных рамок, то излучатель будет работать в экстремальном для себя режиме и выйдет из строя.
- Максимальная (пиковая). Относится к наибольшей мощности, которую выдерживает динамик в короткое время (менее одной секунды) без повреждения. Эта характеристика менее показательна, чем RMS. Производители часто используют её для большей «внушительности» модели. Работа колонки на пиковой мощности приведет к перегреву и поломке.
Импеданс
Импеданс относится к сопротивлению, которое динамик оказывает электрическому току от усилителя, измеряемому в Омах (Ом, Ω). В отличие от обычного сопротивления, импеданс изменяется с частотой из-за природы аудиосигналов (переменного тока). Производители указывают в мануале номинальное сопротивление или среднее значение. Обычные — 4Ω, 6Ω, 8Ω и 16Ω, которые очень важны для совместимости между акустикой и усилителем.
Более низкое сопротивление (например, 4 Ом) позволяет протекать большему току, а значит звук будет громче. Однако это накладывает специальные требования к усилителю, повышая риск перегрузки и перегрева. Динамик с низким импедансом должен хорошо контролироваться, чтобы усилитель справился с нагрузкой без ущерба для себя. Отметим, что у некоторых колонок импеданс опускается до 2 Ом и ниже — это проблема для слабых усилителей.
Более высокое сопротивление (например, 8Ω) ограничивает ток, что облегчает работу усилителя, снижая риск перегрузки и перегрева. Это обычно приводит к более контролируемой и стабильной работе. Существует распространенное заблуждение, что динамики сохраняют свой номинальный импеданс на всех частотах. Это не так. Реальная нагрузка на усилитель зависит от минимального импеданса, а не от среднего значения. Вот почему крайне важно, чтобы минимальное значение соответствовало возможностям усилителя.
Примечание. Международный стандарт (IEC 60268-5) даёт определенный уровень согласованности: минимальное сопротивление динамика должно быть не менее 80% от его номинального значения. Например, динамик 8 Ом не должен опускаться ниже 6,4 Ом.
Рекомендации по согласованию импеданса акустики и усилителя
Импеданс является ключевым фактором, влияющим на производительность и стабильность звуковой системы. Поэтому точность согласования принципиально важна. При покупке компонентов обязательно изучите характеристики импеданса и подберите их соответствующим образом.
- Как правило, выходное сопротивление усилителя должно соответствовать сопротивлению колонок, или быть выше него.
- Избегайте подключения низкоомных динамиков к высокоомному усилителю, так как это может привести к перегрузке последнего. Однако подключение высокоомных колонок к низкоомному усилителю обычно не вызывает проблем, но может привести к тому, что акустика не будут использовать все возможности усилителя.
- Многие спецификации усилителей и акустических систем содержат рекомендации по согласованию импеданса. Обратите внимание на них. У некоторые аудиосистем есть возможность переключения импеданса для адаптации.
Полочная акустика:
Бренд: Klipsch
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 76
Диаметр НЧ-динамика, мм: 203
Бренд: Wharfedale
Вид крепления: корпус
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Вид крепления: корпус
Количество полос: двухполосная
Расположение фазоинвертора: сзади
Бренд: Magnat
Вид крепления: корпус
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Бренд: Klipsch
Диаметр ВЧ-динамика, мм: 25
Диаметр НЧ-динамика, мм: 100
Чувствительность
Является мерой того, насколько эффективно динамик преобразует электрическую мощность в звук. Она выражается в децибелах (дБ) и указывает, насколько громким будет динамик при заданной входной мощности, обычно измеряемой как 1 Вт мощности на расстоянии 1 метр.
Высокая чувствительность означает, что динамик будет производить больше звука при меньшей мощности. Это выгодно, особенно когда нужно достичь высокой громкости без необходимости использования более мощного усилителя. Большинство домашних акустических систем находятся в диапазоне 87-92 дБ, но есть исключения. Отметим, что акустика с малой чувствительностью, например, 84 дБ не подойдёт для слабых ламповых усилителей, но вполне преподъёмна для некоторых транзисторных. Рекомендуем выбирать колонки с высокой чувствительностью, так как они менее прихотливы к усилению.
Искажения
Это явление, при котором динамик искажает или изменяет исходный звук при его воспроизведении. Это нежелательный эффект в аудио, который снижает качество и чёткость звука. Искажения возникают различными способами. Часто производитель отражает их в спецификации конкретной модели. Например, гармонические. Один из видов нелинейных искажений звука, которые возникают, когда сигнал, проходящий через устройство, искажается таким образом, что в его спектре появляются новые частотные составляющие, кратные частоте исходного сигнала.
Направленность
Относится к тому, как частотная характеристика динамика в акустической системе изменяется под углами вне оси. Динамик с широкой направленностью поддерживает постоянную амплитуду (уровень звукового давления, SPL) между осевым и внеосевым звуком. Наоборот, динамик с узкой направленностью показывает значительные различия в амплитуде.
Используя изображение выше в качестве примера, вы можете видеть, что после примерно 2 кГц внеосевой отклик акустики (красный) начинает значительно отклоняться от осевого отклика (синий). Это означает, что если вы слушаете колонку чуть сбоку на частотах выше 2 кГц, то звук будет менее выраженным и детальным. При проектировании динамика производитель стремится, чтобы он звучал одинаково как на оси, так и вне ее. Однако драйвер — не единственный фактор, влияющий на направленность. К другим факторам относятся конструкция корпуса, кроссоверная сеть и расположение драйверов. Все эти элементы влияют на то, насколько равномерно звук распространяется в разных направлениях, влияя на общее впечатление от прослушивания.
Параметры Тиля — Смолла
Представляют набор электромеханических спецификаций, определяющие эксплуатационные характеристики динамика. Эти параметры, названные в честь инженеров А. Невилла Тиля и Ричарда Х. Смолла, включают такие значения, как резонансная частота (Fs), общий коэффициент добротности (Qts), эквивалентный объем податливости (Vas) и другие. Они предоставляют важную информацию о том, как динамик будет взаимодействовать с корпусом и окружающим пространством.
Эти параметры прежде всего важны разработчикам акустических систем. Они точно предсказывают поведение драйвера в различных типах корпусов, что позволяет настраивать акустическую систему для достижения желаемого качества звука и производительности. В этом материале мы не будем раскрывать их сущность. Следует понять, что параметры Тиля — Смолла позволяют разработчикам выполнять моделирование динамика с помощью программного обеспечения еще до того, как он будет построен.
Сабвуферы:
Бренд: Velodyne
Диаметр НЧ-динамика, мм: 250
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.25
Бренд: Edifier
Диаметр НЧ-динамика, мм: 278
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.2
Бренд: Edifier
Диаметр НЧ-динамика, мм: 203
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 160
Бренд: Klipsch
Диаметр НЧ-динамика, мм: 254
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.250
Бренд: Klipsch
Диаметр НЧ-динамика, мм: 254
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.12
Бренд: Wharfedale
Диаметр НЧ-динамика, мм: 200
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.200
Бренд: Wharfedale
Диаметр НЧ-динамика, мм: 380
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.150
Бренд: KEF
Диаметр НЧ-динамика, мм: 165
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 0.2
Бренд: Bowers & Wilkins
Диаметр НЧ-динамика, мм: 250
Максимальная воспроизводимая частота, кГц: 350
Заключение
Мы познакомились с основными характеристиками, которые нужно учитывать при выборе акустической системы. Теперь, открывая мануал со спецификацией, у вас есть понимание, что такое частотный диапазон, импеданс и другие показатели. Эта тема слишком обширна, чтобы раскрыть её в одном материале, но теперь у вас есть её азы. В магазинах Dr.Head в Москве и Санкт-Петербурге наши эксперты погружены в тему аудио и проведут вас к идеальному звуку вашего домашнего или профессионального сетапа.
