При выборе колонок для дома часто встречаются непонятные термины, такие как фазоинвертор, закрытый ящик и лабиринт. На самом деле это разные типы акустического оформления, то есть конструкции, из которых будут построены ваши будущие колонки.
Зачем это нужно? Колеблящийся динамик создает звук как спереди, так и сзади. Эти «задние» волны гасят «передние», особенно на низких частотах, что делает бас слабым и нечетким. Задача корпуса — правильно управлять этой тыловой волной, чтобы улучшить звучание.
Различные типы оформления работают над этим по-разному. Некоторые делают бас собранным и точным, в то время как другие делают бас более мощным и густым. Когда вы поймете эти основы, вы перестанете смотреть на колонки как на чёрные ящики и сможете выбрать именно тот звук, который будет удовлетворять вас.
Когда вы выбираете колонки, вы должны понимать, что их звучание во многом зависит от их акустического оформления, то есть того, как производитель «обустроил» внутри коробки динамик. Есть несколько основных типов корпусов, включая пассивный излучатель, фазоинвертор, закрытый корпус и акустический лабиринт. Закрытые колонки дают точный бас, но не дают чистого звука.
Душа нараспашку
Самый простой способ отделить фронтальное излучение динамика от тылового — закрепить его на щите как можно большего размера. Эта простая идея послужила основой для первых акустических систем, которые представляли собой ящик с открытой задней стенкой, в которых края щита просто загнули под прямым углом для компактности. Однако в плане воспроизведения басов подобные конструкции не очень хорошо работали, потому что помимо недостатков корпуса у них была
PureAudioProject Trio 15TB с 15-дюймовыми НЧ-драйверами на трехслойных бамбуковых панелях
Несмотря на то, что подобные конструкции казались простыми, они также имели некоторые преимущества. Эти преимущества были настолько уникальными и привлекательными, что энтузиасты открытых АС до сих пор остаются.
Бумажные диффузоры большого диаметра, даже на мощности около четырех-пяти ватт, могут обеспечить довольно впечатляющий, открытый и свободный саунд, и этот метод особенно полезен для аудиофильских ламповых усилителей, в особенности тех, которые имеют только один такт или не имеют обратной связи..
При высоте 1,2 м в мире открытой акустики Jamo R907 считаются практически компактами
Что касается тылового излучения, то для того, чтобы оно не искажало прямой звук, колонки должны приходить к слушателю с заметной задержкой (свыше 12-15 мс). В этом случае его влияние будет ощущаться как легкая реверберация, добавляющая воздуха в саунд и расширяющая музыкальное пространство. Кроме того, большая площадь передней панели и внутренней части колонки должны быть расположены таким образом, чтобы колонки
Кcтати — это акустика, построенная на электростатических излучателях. Они обладают всеми вышеописанными преимуществами, а также превосходной тембральной точностью благодаря почти невесомой диафрагме большой площади и отсутствию разделения сигнала в зонах СЧ и ВЧ.
Открытое оформление
Плюсы: Высококачественные открытые колонки — отличный способ насладиться пуристскими ламповыми однотактниками.
Минусы: Весь звуковой тракт должен соответствовать концепции открытой акустики, а колонки нужно выбирать из очень ограниченного ассортимента. Лучше сразу забыть о жирных компрессионных басах.
Запертый в ящике
С увеличением мощности и параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики больше не является проблемой. Напротив, проблемы неравномерности АЧХ и правильного воспроизведения басов стали еще более важными.
Американский инженер Эдгар Вильчур сделал значительный прорыв в этой области в 1954 году, запатентовав акустическую систему закрытого типа, которая не была обманом, как это делают нынешние патентные тролли.
Патентная заявка Эдгара Вильчура на АС в закрытом оформлении
К тому времени уже был изобретен фазоинвертор и, разумеется, его использовали для крепления динамиков к ящику с дном. Однако эти методы были неэффективными из-за упругости замкнутого объема воздуха и требовали или потери значительной части энергии диффузора, или увеличения размера корпуса, чтобы уменьшить градиент давления. Вильчур решил сделать это, сильно снизив упругость подвеса и передав контроль за движением диффузора на
В закрытом ящике движения диффузора контролируются воздухом — в отличие от бумаги или резины он не стареет и не изнашивается
Таким образом, удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и увеличить отдачу на низких частотах, но и значительно сгладить АЧХ в целом. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха увеличивает резонансную частоту подвижной системы, но также резко снижает воспроизведение частот ниже определенного порога. Чтобы справиться с этим недостатком, логично было увеличивать массу диффузора.
Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением
В наши дни сабвуферы обычно используют закрытое оформление, особенно те, которые ориентированы на серьезное музыкальное исполнительство. Это связано с тем, что для домашних кинотеатров энергичная обработка самых низких басов часто оказывается важнее для динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. С другой стороны, объединив относительно небольшой закрытый саб с приличными сателлитами, можно получить куда более
Закрытый ящик
Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне; сравнительно небольшая структура.
Минусы: трудно добиться сверхглубоких басов на грани инфразвука, и требуется очень мощный усилитель.
Дело — труба
Фазоинвертор — это еще один метод обуздания противофазного тылового излучения. Фазоинвертор представляет собой полую трубку, установленную на передней или задней поверхности корпуса. Его принцип прост и понятен: избавляться от излучения обратной стороны диффузора трудно и нерационально, поэтому он должен быть синхронизирован по фазе с фронтальными волнами, чтобы помочь слушателям.
Амплитуда и фаза движения воздуха в фазоинверторе меняются в зависимости от частоты колебаний диффузора
Фазоинвертор работает как отдельная колебательная система, получая импульс от движения воздуха внутри корпуса. Его эффективность зависит от того, насколько ближе колебания диффузора к частоте настройки, потому что звуковые волны более высоких частот не могут сдвинуть воздух в трубе с места, а более низкие волны могут, но их фаза излучения смещается ниже, что, в свою очередь, приводит к тому, что фазоинвертор
В борьбе с турбулентными призвуками конструкторы фазоинверторов постоянно экспериментируют
У закрытого ящика, между прочим, на частотах ниже резонансной спад АЧХ куда более плавный — 12 дБ/окт. Однако в отличие от глухой коробки, коробка с трубой в боковой стенке не заставляет конструкторов идти на любые хитрости ради максимального снижения резонансной частоты самого динамика, что довольно хлопотно и дорого. Тоннель фазоинвертора настроить куда проще — достаточно подобрать ее внутренний объем. Это, правда, в теории. На практике, как всегда, начинаются непредвиденные сложности, например, на больших уровнях громкости воздух на выходе из отверстия может шуметь почти как ветер в печном дымоходе. К тому же инертность системы частенько становится причиной падения скорости атаки и ухудшения артикуляции на басах. Одним словом, простор для экспериментов и оптимизации перед конструкторами фазоинверторных систем открывается просто невероятный.
Фазоинвертор
Плюсы: энергичная отдача на НЧ, возможность воспроизведения самых глубоких басов, относительная простота и дешевизна изготовления (при значительной сложности расчета).
Минусы: Скорость атаки и четкость артикуляции меньше, чем у закрытого ящика в большинстве реализаций.
Обойдемся без катушки
Разработчики решили заменить полую трубу мембраной, используя колебания того же рабочего объема воздуха, чтобы избавиться от генетических проблем фазоинвертора и увеличить объем корпуса без снижения глубины баса. Иными словами, разработчики установили еще один низкочастотный драйвер без магнита и звуковой катушки.
Пассивный излучатель может увеличить эффективную поверхность диффузора вдвое, или даже в трое, если в одной колонке они установлены парой
Это устройство получило название «пассивный излучатель» (Passive radiator), которое в переводе с английского языка обычно переводится как «пассивный радиатор». Пассивный диффузор, в отличие от трубы сабвуфера, занимает меньше места в корпусе и не так важен по расположению. Кроме того, как и воздух внутри закрытого ящика, он демпфирует ведущий драйвер, сглаживая его АЧX.
Пассивный излучатель сабвуфера REL S/5. Основной драйвер направлен в пол
Еще один плюс заключается в том, что с увеличением площади излучающей поверхности для достижения необходимого звукового давления требуется меньшая амплитуда колебаний, что уменьшает последствия нелинейной работы подвеса. Оба диффузора колеблются синфазно, а резонансная частота свободной мембраны регулируется с помощью точной регулировки массы, просто подклеивая грузик к ней.
Пассивный излучатель
Плюсы: корпус очень мощный при впечатляющей глубине басов и нет фазоинверторных призвуков.
Минусы: увеличение массы излучающих элементов увеличивает переходные искажения и снижает импульсный ответ.
Выход из лабиринта
Акустика, вооруженная фазоинверторами и пассивными излучателями, воспроизводит глубокие басы благодаря резонаторам, работающим при посредничестве воздуха внутри АС. Однако кто сказал, что объем колонки не может играть роль низкочастотного излучателя сам по себе? Конечно может, и соответствующая конструкция называется акустический лабиринт. По сути, она представляет собой волновод, протяженностью в половину или четверть длины волны, на которой планируется добиться резонанса системы. Иными словами конструкция настраивается по нижней границе частотного диапазона АС. Конечно использовать волновод полной длины волны было бы еще эффективнее, но тогда для частоты, скажем, 30 Гц, его пришлось бы делать 11-метровым.
Акустический лабиринт — любимая конструкция акустиков-самодельщиков. Но при желании корпуса самой хитрой формы можно заказать и в готовом виде
В корпусе устанавливают перегородки, создающие изогнутый волновод с поперечным сечением примерно равным площади диффузора, чтобы в колонке разумных размеров можно было разместить даже вдвое более компактную конструкцию.
В первую очередь лабиринт отличается от фазоинвертора менее «резонансным» (то есть не акцентированным на определенной частоте) звучанием. Это связано с тем, что в широком волноводе скорость и ламинарность движения воздуха снижают турбулентность, которая, как мы помним, приводит к нежелательным призвукам. В этом случае драйвер не подвергается компрессии, повышающей резонансную частоту, поскольку тыловое излучение
Схема для расчета корпуса на dbdynamixaudio.com
Говорят, что акустические лабиринты меньше вызывают стоячие волны в комнате. Однако при малейших ошибках в процессе разработки или производства стоячие волны могут появиться в самом волноводе, который, в отличие от фазоинвертора, имеет более сложную структуру резонансов.
Надо сказать, что правильный расчет и точная настройка акустического лабиринта — сложные и трудоемкие процессы. Именно по этой причине этот тип корпуса очень редок, и только в акустических системах очень высокого ценового сегмента.
Акустический лабиринт
Плюсы: превосходная отдача и высокая точность басов.
Минусы: огромные размеры и высокая сложность создания функциональной конструкции.
Эй, на пароме!
Рупор — самый дерзкий и, пожалуй, самый провокационный тип акустического оформления. Он выглядит круто, если не сказать эпатажно, и часто звучит ярко. В старых фильмах герои иногда кричат друг другу что-то в рупор, и характерная окраска этого звука давно стала мемом как в музыкальной, так и в кинематографической индустрии.
Avantgarde Acoustics Trio с низкочастотным рупорным массивом Basshorn XD высотой 2,25 м
Современная акустика отличается от жестяной воронки с ручкой, но принцип работы все тот же: рупор повышает сопротивление воздушной среды для лучшего согласования с относительно высоким механическим сопротивлением подвижной системы динамика, что повышает КПД и формирует четкую направленность излучения. В отличие от всех других конструкций, описанных ранее, рупор чаще всего используется в высокочастотных звеньях АС. Это связано с тем, что его
Основным преимуществом адептов рупорного воспроизведения является то, что акустическое усиление позволяет уменьшить xод мембраны при определенной звуковой отдаче, что приводит к повышенной чувствительности и улучшению музыкального разрешения. Кроме того, при правильном расчете раструбы могут работать как акустические фильтры, отсекая звук за пределы своей полосы, что позволяет уменьшить самые простые, а потому вредные звуки.
Системы Realhorns — особая акустика для особых случаев
С другой стороны, скептики не перестают упомянуть о характерной рупорной окраске, которая особенно заметна на вокале и придает ему определенную гнусавость. Судя по тому, как работают лучшие образцы премиум-рупоров, это проблема, с которой трудно справиться.
Рупор
Плюсы: отличная чувствительность и хорошее музыкальное разрешение системы благодаря высокому акустическому КПД.
Минусы: характерная трудноустранимая окраска звука, недетские размеры конструкций средней и тем более низкой частоты.
Круги на воде
Лучше всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые созданных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Их нетривиальный принцип заключается в том, что пара одинаковых динамиков расположена друг напротив друга в горизонтальной плоскости, а их диффузоры двигаются симметрично, сжимая и разжимая воздушную прослойку, создавая кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны.
Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций
Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы привлекают внимание удивительно широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.) и отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков это проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. На самом деле реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.
Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создает чрезвычайно широкую и равномерную область объемного восприятия. Следовательно, вопрос о том, как правильно располагать АС по отношению к слушателю, по сути становится неактуальным.
Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri
Большая проблема с медали заключается в том, что волны отражаются от стен и мебели, что представляет собой большую угрозу. Эти вредные эффекты я подробно описывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».
Контрапертура отличается тем, что звук, приходящий к слушателю со всех сторон, не может полностью передать информацию о звуковой сцене, поэтому слушатели говорят о том, как рояль летает по комнате и других чудес виртуального пространства.
Контрапертура
Плюсы: широкая зона эффектного объемного восприятия и естественность тембров благодаря нехитрому использованию волновых акустических эффектов.
Минусы: звуковая сцена, задуманная при записи фонограммы, заметно отличается от звукового пространства.
Как видно, выбор акустического оформления — это постоянное движение в сторону компромисса. Каждый тип решает свои собственные задачи: одни делают бас мощным, другие быстро и точно, а третьи делают колонку совсем крошечной.
Таким образом, при выборе колонок сначала подумай о том, что для тебя важно: компактность и экономия места или глубокий, гулкий бас? Ты ценишь детальность и «воздух» в звуке или предпочитаешь плотную, энергичную подачу? Ответы на эти вопросы подскажут, на какой тип оформления стоит обратить внимание.
Чтобы достичь идеального звучания, не гонитесь за модой или большими характеристиками; звук — вещь субъективная. Самый верный способ послушать разные модели вживую и довериться своим ушам. Теперь, зная основы, вы сможете лучше понять, что именно вы слышите и почему одна колонка звучит лучше, чем другая. Удачи в поисках своего идеального звучания!
