Для чего нужны среднечастотные динамики в авто
Серднечастотные (СЧ) динамики
Среднечастотный динамик, или иначе его еще называют mid-range, воспроизводит частоты в диапазоне от 250-350 Гц до 6000-7000 Гц. Чувствительность таких устройств варьируется от 89 до 93 дБ. Считается, что именно этот динамик является наиболее значимым для воспроизведения звуков, так как большинство волн находятся в среднем диапазоне. Высокие и низкие частоты лишь добавляют красок и глубины звуку, в то время как среднечастотный динамик берет на себя всю нагрузку.
Так как основную нагрузку на себя берут именно СЧ-динамики, они должны присутствовать в любой акустической системе. Такие динамические излучатели позволят различать рояль от скрипки, мужской голос от женского, отчего его значимость неоспорима. В этой связи следует более подробно изучить характеристики устройства и научиться правильно его выбирать.
Виды среднечастотных динамиков
Существует разделение среднечастотных динамиков в зависимости от формы излучающей поверхности. Они бывают:
Купольные диффузоры уменьшают количество звуковых искажений, а также их диаграмма направленности в меньшей степени зависит от частоты. Правда, у таких устройств несколько снижен диапазон преобразуемых частот, особенно, на низкой границе. Обычно он начинается с 800-1000 Гц.
Динамики с конусными головками также обладают недостатками. Как правило, габариты такого устройства в разы больше, а значит и корпус колонки будет достаточно объемным. Считается, что оптимальной величиной для размера конусной головки будет 10 см, поэтому этого параметра и следует придерживаться.
Конструкция среднечастотных динамиков
Устройство динамика, специализирующегося на средних частотах, особенно ничем не отличается от других динамических излучателей. В состав элементов входят:
При производстве среднечастотных динамиков, особенно для мощных акустических систем, требуется быть наиболее внимательным. Это связано с тем, что такие излучатели работают в диапазоне, который в большей степени различим человеком. Так как эти звуковые волны легко воспринимаются ухом, любое искажение будет более явным. Значит, чтобы слушатель мог насладиться музыкой, необходимо, чтобы среднечастотные динамики выдавали чистый звук.
При конструировании таких устройств придерживаются тех же принципов, что и при создании низкочастотных динамических излучателей, но существуют и особые нюансы, применимые только к этому типу динамиков. Так, как уже было отмечено ранее, излучающий элемент может принимать форму куполов или криволинейных рупоров в виде конуса. Конусообразные диффузоры используются для воспроизведения частот от 200 Гц до 5 кГц. Размер таких динамиков составляет приблизительно 12,5-20 см. правда, использование динамиков этой конфигурации ограниченно из-за узкой направленности.
Купольные диффузоры имеют диаметр от 4 до 8 см. СЧ-динамики с такой конструктивной особенностью имеют лучшую направленность, но больше нацелены на воспроизведение высоких частот. Их диапазон варьируется от 600 Гц до 8 кГц. Форма диффузора купольного типа напрямую связана с материалом, из которого он производится. Большинство диффузоров производятся из мягких или жестких материалов. Для мягких используют:
Жесткие диффузоры изготавливают из:
Разница в материале влияет на качество воспроизводимого звука. Среднечастотные динамики с диффузором из мягких материалов зачастую преподносят естественное, малоокрашенное звучание. Особенно, это заметно при небольших уровнях входящего сигнала. При больших уровнях в таких диффузорах часто возникает потеря динамической устойчивости, отчего искажения более ощутимы.
Среднечастотный динамик с жестким диффузором позволяет воспроизводить звуковые волны в расширенном диапазоне вплоть до 12 кГц. Это достигается за счет поршневого характера колебаний, отчего звучание более чистое, а искажения проявляют себя в разы реже.
Основные параметры при выборе среднечастотных динамиков
Так как от динамика, работающего на средней частоте, зависит качество акустики, важно, чтобы звук был максимально чистый. А значит, особое внимание следует уделить выбору именно этого устройства. Специалисты советуют принимать в расчет два основных параметра:
Правильное соотношение величин (Чувствительность Мощность усилителя) позволит добиться лучшего результата. В таблице представлено сопоставление параметров, обеспечивающих оптимальное звучание:
От размера динамиков также многое зависит. Для среднечастотных излучателей наиболее оптимальной величиной являются диаметры, превышающие 16 см. Также стоит посмотреть, какой параметр добротности присвоен устройству.
Стоит отметить, что большинство производителей делают максимальную ставку именно на этот тип динамиков, так как они оказывают основное влияние на качество звучания всей акустической системы. По этой причине важно понимать, что цена и качество будут прямопропорциональны, все зависит лишь от покупательских возможностей слушателя.
Установка среднечастотных динамиков в автомобиль
Многие автолюбители стремятся обустроить свое транспортное средство мощной акустической системой, поэтому приобретают разные по типу динамики и встраивают их для обеспечения объемного звучания. В любой акустике не обойтись без среднечастотных динамиков, поэтому на них делается основная ставка.
Такие устройства можно ставить во фронтальной части, в зоне, где расположена магнитола, а также в дверях, чтобы обеспечить боковое звучание. Не рекомендуется устанавливать СЧ-динамики в задний отсек, так как звучание будет хуже. К тому же это идеальное место для сабвуфера.
Как сделать выбор и где купить?
При желании приобрести среднечастотный динамик лучше изучить рынок в Интернете. Здесь представлено огромное разнообразие моделей от производителей со всего мира, при этом ценовая категория продукта будет значительно варьироваться. Если в обычных магазинах ассортимент довольно низкий, а консультация ограничивается советами продавца, то в Интернете можно прочитать отзывы о товаре и на основе них решить, подойдет ли устройство для конкретных целей. Правда, главным преимуществом покупки через магазин является возможность прослушать динамик и оценить качество звука на примере разных композиций.
Стоит помнить, что среднечастотный динамик считается основным в любой акустической системе, так как именно он передает звуковые волны, входящие в диапазон чувствительности человеческого уха. Это значит, что такое устройство не должно давать искажений звука, в противном случае даже остальные динамики, настроенные на другую частоту, не спасут ситуации. Значит, покупатель должен заранее определиться, на какие параметры следует опираться, чтобы достичь полноценного звучания, и правильно установить и настроить динамический излучатель, передающих основной спектр звуковых волн.
Другие статьи раздела Динамики
Высокочастотные (ВЧ) динамики
Низкочастотные (НЧ) динамики, динамики для сабвуфера
Широкополосные динамики
Популярные статьи
Чем отличается среднечастотный динамик от мидбаса?
Автомобильная акустика уже давно стала неотъемлемой частью современных транспортных средств. В зависимости от цели установки акустической системы, подбираются колонки, устраивающие автовладельца по качеству звучания. Если во время поездки водитель слушает радио, подойдет низкочастотный динамик https://audiotop.ru/ratings/luchshie-midbasy. Для частого прослушивания музыки на небольшой громкости используются чаще штатные мидбасы со стандартным уровнем баса. Если встроенные устройства не удовлетворяют требования автомобилиста, придется заменить их на среднечастотные динамики.
Что такое мидбас?
Мидбасовый динамик – это акустическая техника, получившая свое наименование от воспроизводимого частотного диапазона. В среднем частота составляет 60-500 Гц. Это неглубокие, но достаточно ощутимые при прослушивании музыки басы. Из-за данной особенности воспроизведения звука низкочастотные динамики устанавливаются в тыл. Такие колонки становятся неотъемлемой частью акустических систем без сабвуфера. Без мидбасов с качественной настройкой не стоит ожидать хорошего звучания акустики.
Согласитесь, трудно представить оркестр, в котором отсутствуют виолончели, фаготы и валторны. Подобные звуки и частоты воспроизводит мидбас. Без него, автомобильная акустика играет музыку со звуковыми провалами. Мелодии будут восприниматься недостаточно глубокими, теплыми, естественными и сочными.
Установка мидбаса несет с собой мужественность (а не писклявость) мужских голосов, ударные звуки, окрашенность ударов с характерной тяжестью, плотность игры бас-гитары.
Технические характеристики мидбасовых динамиков
Наибольшей популярностью среди меломанов пользуются колонки диаметром 16 или 20 сантиметров. Чтобы оценить технические параметры и конструктивные особенности мидбаса, рассмотрим характеристики на основе 16-сантиметровых динамиков:
Конструкция представлена одноволновым резиновым подвесом – губой по сабвуферному типу. Продаются мидбасы по отдельности редко. Зачастую это часть встроенной, штатной акустической системы для авто, устанавливающаяся на дверях.
Что такое среднечастотные динамики
Малоопытные автомобилисты частенько путают мидбасы со среднечастотными динамиками. Первые стоят дешевле. Потому автовладельцы, экономя, заменяют среднечастотники на мидбасовые колонки. Нужно понимать, что такие элементы акустики не взаимозаменяемы, когда речь заходит о качественном звуке.
Среднечастотные динамики отличаются повышенной мощностью и чувствительностью, увеличенной громкостью, расширенным диапазоном частот. Если показатель превышает 200 Гц, такая акустика звучит ярко, без посторонних шумов. При этом будет отсутствовать мягкий бас, панч, присущий мидбасу.
Технические характеристики и особенности среднечастотников
Чтобы оценить преимущества и выявить недостатки среднечастотных динамиков, рассмотрим данные акустические устройства для автомобилей на примере модификаций диаметром 16 сантиметров. Среднечастотники обладают следующими эксплуатационными параметрами:
Такие системы акустики представлены конструкциями с многоволновым тканевым подвесом, кардинально отличающимся от строения сабвуфера. Это могут быть как конструктивные элементы акустической системы, так и самостоятельные мощные устройства.
Так, что же выбрать
Сравнив среднечастотные динамики с мидбасовыми колонками, можно сделать выводы, что первые гораздо мощнее и громче. Вторые же боле чувствительные и добротные. Хотя нельзя говорить о категоричности данного утверждения, так как модельный ряд автомобильной акустики постоянно расширяется. Сейчас можно встретить универсальные системы для автозвука, которые представляют собой нечто среднестатистическое между мидбасами и среднечастотниками.
Аудиосистема автомобиля – это своеобразный оркестр, где каждому элементу отведена определенная роль. Компонентная акустика в машине зачастую представлена системами, где имеются среднечастотные динамики, твитеры, сабвуфер и мидбас. Составляющие цепочки работают комплексно, сто гарантирует приятное и качественное звучание. Отсутствие хотя бы одного компонента сразу нарушает баланс и гармонию. Потому невозможно заменить среднечастотник медбасовыми колонками, как и наоборот.
Что такое СЧ динамики?
Современный мир трудно представить без акустических систем, представленных широчайшим ассортиментов, удовлетворяющим самых утонченные запросы настоящим меломанов. А ведь все начиналось с банальной попытки вообще что-то услышать на расстоянии. Речь о качестве звука, о его высоко, средне или низкочастотном диапазоне не шла в принципе, по причине полного неведения.
Физические законы остались прежними, так что с момента изобретения телефона Т. Ватсоном и А. Г. Беллом (1876 год) мало что поменялось, хотя с тех пор совершенствование динамиков (электроакустических преобразователей) достигло невероятных высот.
В конструкциях первых электродинамических динамиках применялась подвеска из ткани, электромагниты питались постоянным током, а катушки были высокоомными. Только в 1925 году инженеры компании General Electric разработали и запатентовали электродинамическую головку, которая очень похожа на современные среднечастотные динамики.
Динамики СЧ (среднечастотные) очень похожи на НЧ-динамики — это как бы уменьшенные их версия. Основная задача данных динамиков — воспроизведение частот в среднем диапазоне, примерно от 200 до 8 кГц.
Конструкция СЧ динамика
Учитывая, что человеческий голос в основном попадает на средние частоты звукового диапазона, то именно качественная составляющая конструкции СЧ динамиков была главной задачей. Человеческий мозг абсолютно адаптирован именно к средним частотам, так как на них поступает львиная доля звуковой информации. Это обуславливало высокие требования к среднечастотным акустическим системам вообще и СЧ динамикам в частности.
Учитывая общие принципы, конструкция динамика схожа с изделиями, относящимися к низкочастотным. Отличие заключается в габаритных размерах, которые меньше и компактнее. Это необходимо для расширения диаграммы направленности на верхних эшелонах звукового диапазона.
Рис. 1. Конструкция СЧ динамика
Как правило, среднечастотный динамик содержит в своей конструкции (см. рис. 1.):
У СЧ динамиков диафрагма конусообразная (коническая), реже встречается купольная вариация. Последняя служит для обеспечения качественного звучания в верхних частотах диапазона. Конусообразная диафрагма обладает более широкой характеристикой направленности на высоких частотах. Различают жесткие и мягкие диафрагмы.
При изготовлении первых используется фольга из алюминия, бериллия или титана. А во втором варианте применяется целлюлоза, шелк или полипропилен.
Диффузоры с конусообразной конструкцией предназначены для частот в диапазоне от 200 Гц до 5 кГц. При этом габариты таких СЧ динамиков ограничены 12,5–20 см, так как наблюдается достаточно узкая направленность. Размер купольных вариаций диффузоров измеряется в пределах 4–8 см, а диапазон — от 600 Гц до 8 кГц.
Осуществляются изыскания и новых материалов, которые используются в качестве наполнителей при создании комбинированных диффузоров. Так достигается еще большая степень рассеивания звуковой волны во всех направлениях. Цель — достижение равномерного звукового поля.
Плюсы/минусы СЧ динамиков
В зависимости от конструкции СЧ динамиков различают ряд достоинств и недостатков.
Так, в случае использования небольших СЧ динамиков (пищалок с мягкими куполами) достоинством можно считать хорошее глушение, сглаживание (самодемпфирование), а также достаточно ровная амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Отличная импульсная характеристика позволяет добиться открытого естественного звучания, без резонанса. Среди недостатков отмечается тусклый звук и низкие мощностные характеристики.
При эксплуатации металлокупольных пищалок можно отметить звук очень высокого разрешения, благодаря плоским профилям в отличие от мягких конструкций среднечастотников, у которых наблюдаются высокие искажения и ограниченные мощностные возможности
Если же в качестве среднечастотных динамиков используются мидбасовики и широкополосники с бумажными конусами, то у них отмечается очень ровная АЧХ, отличное разрешение и детальность, а так же сглаживание.
Учитывая материл (бумага), который менее жесткий, нежели кевлар или металлы, такие изделия обладают меньшей громкостью.
Если же основываться на конструкции диафрагмы (конусообразная и купольная), то различают следующее:
Сфера применения СЧ динамиков
В оригинальном (англоязычном) варианте названия СЧ динамиков лежит фраза «midrange speaker» (или мидрейндж) пришедшая из автозвука. СЧ динамик работает в наиболее удобном человеческом диапазоне, поэтому человеческим слухом четко определяются любые искажения. Сфера применение необычайно широка, так как громадный спектр деятельности человека связан со звуком.
Это и концертная акустика, и акустические автомобильные системы. В домашних условиях СЧ динамики прекрасно себя зарекомендовали в качестве активных и пассивных акустических системах. Эстрада также применяет самые различные виды среднечастотных динамиков.
Выводы:
Высокая популярность и широта применения СЧ-динамиков обусловлена, прежде всего, строением человеческого организма, вообще, органов слуха и речевого аппарата, в частности. Так сложилось, что человек и большинство живых существ издают звуки в среднем диапазоне звуковых частот. Под них идеально сконструирован и слуховой аппарат человека.
Среднечастотные динамики полностью перекрывают указанный диапазон. Независимо от конструкции, конусообразные или купольные среднечастотники в полной мере способны передать самые тонкие грани звуковых волн. Учитывая развитие современных технологий, информации, в том числе и звуковой, становится все больше и больше. Это, в свою очередь, гарантирует дальнейшее совершенствование конструкций СЧ-динамиков, поиск новых материалов, а также новаций в области дизайна изделий.
Валит бас. Как выбрать динамики в машину
Правильно выбрать колонки в машину — задача со звёздочкой. Кажется, купил колонки и вот ты уже король звука. Но часто люди покупают или слишком тихие, или слишком громкие колонки в машину. Мы разобрались, как найти «золотую середину» и не прогадать с выбором акустики.
Содержание
Типы колонок
Основные характеристики
Установка
Что в итоге
Типы колонок
Когда выбираем динамики для автомобиля, в первую очередь обращаем внимание на типы колонок. Есть три вида акустики: широкополосная, коаксиальная и компонентная. Звучит сложно и непонятно. Поэтому разберёмся на примерах.
Широкополосная — самая недорогая (от 1000 до 3000 рублей), но и тихая. Она состоит из одного негромкого динамика, которого хватит для тихой музыки или фонового радио. Обычно такая система уже встроена в бюджетные авто. Если нет, тогда её можно докупить.
Коаксиальная — более продвинутый уровень, где в одном корпусе установлено несколько динамиков. За каждую частоту (звук или голос) отвечает отдельный динамик. Поэтому и качество звука лучше. Если выбираем коаксиальные колонки, тогда нужно помнить, что их устанавливают обычно в недорогих больших авто, например, грузовиках, минивенах или маршрутках. Стоимость её может доходить до 15-17 тысяч рублей, но можно найти вариант дешевле (1000 — 5000 рублей).
Компонентная акустика — самая дорогая (придётся выложить несколько десятков тысяч рублей) и классная. Это маленький музыкальный центр, в котором каждый динамик идёт в отдельном корпусе и отвечает за воспроизведение низких, средних и высоких частот. Но с установкой придётся заморочиться. В самой доступной по цене есть пара «мидбасов» (низко- и среднечастотных динамиков) и «пищалок» (высокочастотных). Поклонники джаза, к примеру, отлично расслышат каждый инструмент и ощутят эффект присутствия на концерте. Более продвинутые оборудованы сабвуферами (пассивными и активными) и аудиокроссоверами.
Мидбасы воспроизводят звук в среднем частотном диапазоне (80-400 Гц). «Пищалки» или твитеры — в высоком (2000- 20000 Гц). Сабвуфер предназначен для низких частот (20-70 Гц). Активный сабвуфер отличается от пассивного наличием встроенного усилителя. Кроссовер — специальный электрический фильтр, создающий нужные частотные диапазоны.
Акустические системы: типы динамиков (часть 3)
В прошлый раз мы разобрались, по крайней мере, в общих чертах, в конструкции динамика. Основные ее элементы — общие для всех типов динамиков, но главное, как всегда, кроется в различиях. О них и стоит рассказать подробнее.
Широкополосник
Частотный диапазон, воспринимаемый человеческим слухом, как уже говорилось, находится в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Логичнее всего было бы иметь такой динамик, который способен воспроизвести его полностью. И такие динамики есть. Они называются широкополосными.
Вопрос в том, насколько качественно они способны работать в крайних значениях частот этого диапазона. Дело в том, что для эффективного воспроизведения низких частот диффузор классического динамика должен иметь достаточно большие размеры. Например, для частоты 40 Гц его диаметр должен быть около 30 см. Это достаточно просто реализовать.
Широкополосный динамик ScanSpeak 10F/4424G00
Но на высоких частотах такой диффузор попросту не сможет «успевать» передавать колебания всей своей поверхностью. Именно поэтому чаще всего широкополосные динамики являются результатом компромисса.
Для качественного воспроизведения верхней части частотного диапазона в центр диффузора широкополосника зачастую вклеивается дополнительный высокочастотный диффузор — «рупорок» (конус-визер, «дудка»), который способен воспроизводить «быстрые» колебания в то время, как основной, большой диффузор работает гораздо медленнее.
Применяемые в аудиофильских системах широкополосники — предмет серьезных инженерных разработок, граничащих с искусством. Здесь используются материалы с максимально возможными параметрами, ноу-хау, позволяющие все-таки получить полнодиапазонный драйвер.
Широкополосный динамик Lii Audio 2PCS Fast-10
Наиболее проблемным для широкополосного динамика является воспроизведение крайних частот слышимого диапазона. Если широкополосник способен работать в диапазоне 60–16000 Гц с неравномерностью ± 10 дБ — это уже неплохой результат.
При этом в связи с простотой конструкции и отсутствием фильтров (кроссоверов) акустическая система с широкополосником способна демонстрировать высокую чувствительность — от 90–92 дБ и выше. Это делает колонки с широкополосными динамиками особо востребованными среди любителей ламповых усилителей, имеющих, как правило, ограниченную мощность.
В связи с этим голосовые катушки таких широкополосников обладают повышенным сопротивлением. Общепринятые значения для всех остальных динамиков, предназначенных для установки в акустические системы — от 2 до 8 Ом.
Кроме того, именно широкополосный динамик максимально приближен по своим параметрам к точечному источнику звука — идеальному акустическому объекту с точки зрения его локализации. Направление на источник в таком случае определяется слушателем максимально точно. Такой излучатель позволяет создать самую точную стереосцену (звуковую сцену), поскольку источник звука в стереоканале — всего один и он имеет минимальную площадь.
С другой стороны, простейшая колонка с широкополосником — самое дешевое решение, но говорить о полнодиапазонном воспроизведении в этом случае не приходится.
Твитер
Понятно, что, если трудно воспроизвести весь диапазон одним излучателем, есть смысл разделить этот диапазон на несколько частот, в каждой из которых будет работать отдельный динамик. За верхние частоты в этом случае отвечает твитер (пищалка).
Этот динамик должен иметь диффузор (мембрану) небольшой площади, но достаточно жесткий и максимально легкий, ведь полоса излучения твитера, в большинстве случаев, не ниже 1,5 кГц. Среди динамиков наибольшее распространение получил купольный твитер. В нем центральное тело диффузора или элемент, который в полноразмерном динамике называется пылезащитным колпачком, занимает практически всю площадь излучающей поверхности.
Твитер колонки Apple HomePod
Мембрану купольного твитера чаще всего делают из ткани с пропиткой, повышающей ее жесткость. Применяют и более жесткие материалы, лучшим из которых по праву считается бериллий.
Важный параметр твитера — это частота его собственного резонанса. Разработчики стремятся к тому, чтобы она находилась ниже полосы его воспроизведения. В этом случае пищалка звучит максимально точно. Дело в том, что на частотах, близких к резонансу, комплекс усилитель-динамик начинает работать некорректно, «идет в разнос», и система становится плохо управляемой.
Результат — искажения, причем в той частотной области, в которой наш слух к ним особенно чувствителен. Выход оказался прост: кроссовер — устройство, ограничивающее частотный диапазон работы твитера, «обрезает» частоты его собственного резонанса, расположенные ниже рабочего диапазона твитера, который начинается, как правило, от 2–3 кГц.
Твитер с алмазной мембраной Seas Excel E0100-04
Второе требование к твитеру — повышенная верхняя граничная частота воспроизведения. В оптимальном случае она должна превосходить верхний частотный порог слышимого диапазона, т.е. быть выше 20 кГц. Казалось бы, зачем выше, если на этих частотах мы уже не слышим ничего?
Расширенный вверх предел частотного диапазона позволяет твитеру воспроизводить так называемые верхние гармоники, формируя максимально точное звучание высоких частот. До какого предела должен иметь возможность работать твитер — а зачастую высказываются мнения о величинах в 40, а то и в 60 кГц — вопрос, являющийся предметом дискуссий.
Названные два требования к конструкции твитера являются взаимоисключающими. Для понижения резонанса необходимо делать мембрану большего размера и веса, а для повышения верхней границы АЧХ — наоборот. Выход — максимальное соотношение жесткости и массы мембраны твитера, за которое и идет технологическая борьба.
Среднечастотный динамик
Динамик, который играет средние частоты (его еще иногда называют мидренч или, правильнее, мидрейндж — этот термин, от английского midrange speaker, пришел из автозвука), обычно наиболее близок по конструкции к классическому динамику. Важно, что этот динамик воспроизводит именно тот диапазон частот, в котором располагается человеческий голос и на котором наш слух особенно чувствителен к искажениям.
Пример поведения динамика, замеры получены лазерным интерферометром
Ахиллесовой пятой среднечастотника является эффект появления специфических деформаций диффузора — так называемой изгибной волны, когда периферическая область диффузора не успевает за движениями центральной зоны, где крепится голосовая катушка. То есть разные зоны диффузора (кстати, расположенные, как правило, пятнами, а не концентрически, как следовало бы из логики процесса) колеблются не синфазно — одни участки отстают от других.
Звучание становится «рыхлым», неточным. Значит, диффузор должен быть максимально жестким. Если решать проблему в лоб — получим действительно жесткий диффузор, который будет весить так много, что не сможет звучать. Поэтому, как и в твитере, и в широкополоснике, в конструкции диффузора заложен сложнейший компромисс — между жесткостью и легкостью.
Среднечастотный драйвер Morel SCM 634 с карбоновым диффузором
Для колонок высокого класса конструкция диффузоров — важнейший момент. В экзотических вариантах среднечастотники (так же, как и твитеры, но гораздо реже) получают диффузор из бериллия. Но гораздо чаще в среднечастотниках можно видеть диффузоры из композитных материалов на базе углеволокна, стекловолокна, кевлара, древесного волокна или классической целлюлозы.
НЧ-драйвер
Низкочастотный динамик часто еще называют вуфером. Для практически любого класса акустических систем вуфер, естественно, является самым большим по площади излучателем. Для низкочастотника предпочтительным является полностью поршневой режим работы, когда диффузор движется возвратно-поступательно, как единое целое.
Здесь проблема решается еще более радикально, чем в случае со среднечастотным драйвером. Диффузор делают максимально жестким, даже за счет его утяжеления. Дело в том, что на низких частотах наш слух наименее чувствителен к искажениям. И в случае, когда для диффузора вуфера прежде всего важна амплитуда колебаний, ради жесткости идут на увеличение веса.
24-дюймовый басовый динамик в сабвуфере Pro Audio Technology
Масса подвижной системы многих крупных сабвуферных динамиков может достигать 200 г и более. Диффузоры в некоторых случаях получают пространственную конструкцию наподобие самолетного крыла из многослойного композита с заполнением внутренних полостей легкими ячеистыми или сотовыми структурами.
Для аудиофильских систем массу диффузора низкочастотного драйвера по-прежнему стараются минимизировать, поскольку натренированный слух не любит низкочастотных искажений, равно как и всех остальных.
Причем амплитуда колебаний у вуферов — самая большая среди всех перечисленных динамиков. Для этого они оснащаются так называемой длинноходовой (удлиненной) голосовой катушкой. Внешний подвес делается из резины. Все это позволяет диффузору иметь очень большую экскурсию — так называют смещение диффузора от центральной точки.
18-дюймовый басовый вуфер JBL
Особенно ярко «порода» низкочастотного динамика проявляется в драйверах, которые устанавливаются в сабвуферы. Это тяжелое, мощное устройство диаметром от 8 до 15 дюймов (наиболее часто применяемый в пользовательской АС диапазон размеров). Они имеют очень мощные магнитные системы и, в связи с этим, немалый общий вес. При этом в низкочастотных драйверах, работающих от мощных полупроводниковых усилителей, часто устанавливаются катушки минимального сопротивления — 2, а то и 1 Ом.
Коаксиальные драйверы
В двух- трехполосной колонке твитер, среднечастотник и низкочастотный динамик устанавливаются отдельно, то есть, они разнесены в пространстве. Это является серьезным недостатком. Наш слух, который легко определяет направление на источник звука, бывает обманут тем, что средние частоты и высокие частоты поступают практически из разных точек.
Направление на низкочастотный излучатель определить труднее, но тем не менее его удаленность также вносит свою лепту. В результате, такая геометрия колонки ухудшает восприятие стереообраза.
Строение коаксиального драйвера KEF UniQ
Широкополосный динамик, о котором написано выше, просто в силу физики процесса имеет ограничения как по максимальной мощности, так и по частотному диапазону. Кроме того, для широкополосного динамика неизбежна высокая неравномерность АЧХ (выше 10–20 дБ), которую практически невозможно, да и нет смысла компенсировать электроникой либо акустическим оформлением.
Выходом из этой ситуации стал коаксиальный драйвер. На первый взгляд, такой совмещенный динамик выглядит достаточно просто. В двухполосном варианте твитер расположен в центре низкочастотного динамика — традиционные размеры пищалок вполне для этого подходят. Но с инженерной точки зрения такая конфигурация резко затрудняет разработку (расчет) и изготовление подобной системы.
Коаксиальный динамик TAD CST
И это отражается на ее стоимости. Есть варианты, которые позволяют упростить конструкцию: например, размещение твитера перед низкочастотным диффузором на специальном креплении. И все-таки именно «полновесные» коаксиальные системы создают наиболее точный стереоэффект. Поэтому во все времена разные разработчики и компании выпускали коаксиальные драйверы, которые присутствовали в составе их топовых систем.
Специализированные динамики
Воспроизведение звука в условиях, отличных от комнатных, требует применения динамиков, учитывающих эту специфику в свей конструкции. Динамики ландшафтного, шахтного, морского применения должны выдерживать повышенное содержание пыли, способной проникать в магнитный зазор, длительное солнечное излучение, повышенную влажность, воздействие морской соли и других негативных факторов. Для этого в конструкцию вносится серьезные изменения: выбираются материалы, защищаются уязвимые элементы.
Динамики наушников
Для наушников прежде всего пришлось разработать миниатюрные динамики: калибром от 6 до 12 мм для внутриканальных и до 50–60 мм максимум — для накладных моделей. В подавляющем большинстве случаев это широкополосные драйверы. Малый размер облегчает им задачу воспроизведения полного диапазона.
С другой стороны, производство осложняется именно минимальными размерами. Чаще всего диффузор такого динамика сделан из синтетического материала, хотя целлюлоза и другие натуральные волокнистые материалы тоже могут присутствовать. Ввиду требований компактности и низкого веса именно в наушниках наиболее часто используются неодимовые магниты, благодаря которым динамики могут демонстрировать высокую чувствительность — до 120 дБ и выше.
Динамик наушников Apple EarPods
Специфика применения требует, чтобы динамики наушников имели повышенное сопротивление. И если звуковые катушки динамиков акустических систем имеют сопротивление от 2 до 16 Ом (чаще всего от 4 до 8), то динамики наушников имеют сопротивление не ниже 16 Ом, а максимальное значение может достигать 600–800 Ом для профессиональных моделей.
В отдельных моделях наушников, даже внутриканальных, могут использоваться раздельные динамики для разных полос частот — но это редкий случай. Чаще встречается совместное применение излучателей разных типов — динамических и арматурных.
Другие материалы цикла «Акустические системы»: