Как сделать из обычного динамика низкочастотный

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

В целях усовершенствования недорогой покупной акустической мультимедиа системы можно идти разными путями. Первый заключается в переделке корпуса.

Зачем переделывать корпус, если обученные инженеры-разработчики наверняка всю физику-акустику уже высчитали и размеры ящика колонки оптимизировали? – спросите вы, и будете правы лишь в том, что этим вопросом следует задаться в первую очередь. Замечу – здесь и далее по тексту под корпусом имеется в виду акустическое оформление, включающее в себя не только размеры, материалы и формы ящика, но и другие акустические элементы – например, фазоинвертор, который лихо добавляет ж а ру на басах. Сегодня абсолютное большинство колонок, включая дорогущие Hi-Fi, выпускается, будучи пробуравленными фазоинверторами. В демократичной мультимедиа-акустике порты фазоинверторов представляют собой простейшие трубки, как правило, пластмассовые. Одним концом трубка выходит наружу, а другим – уходит в глубь корпуса. Такая вот вентиляционная дыра получается. О коварстве фазоинвертора уже был разговор ранее, так что сейчас продолжим его в новом свете.

Вместо теории

Так вот, инженеры-фирмачи, может быть, что-то и высчитывали, но руководствовались они, прежде всего, указанием свыше вписаться в требуемую себестоимость. К примеру, чтобы отпускная цена разрабатываемой акустики ни в коем случае не перешагнула 50 у.е. А изготовление правильного акустического оформления - дело хлопотное, влетающее в копеечку.

Если следовать канонам создания акустических систем, сначала выбирается низкочастотный динамик, экспериментально определяются упругость и гибкость его подвижной системы (самого подвеса и центрирующей гофрированной шайбы вместе взятых), затем вычисляются оптимальная упругость и гибкость воздуха в ящике и эффективный диаметр диффузора, после чего по некой эмпирической номограмме находится объём ящика. Иногда для прикидки объема закрытого ящика (в литрах) пользуются формулой 1 :

Самодельные колонки – путь к практически неограниченной мощности. Вы можете создать хоть ВЧ-колонки на несколько ватт, хоть сабвуфер на сотни ватт, практически приблизившись к оборудованию, что применяют на танцплощадках и в диско-клубах. Возможности ограничиваются лишь дороговизной самого большого динамика.

Особенности самодельных моделей

Если вы хотите, чтобы соседи вам позавидовали лишь потому, что у вас сверхмощная полу- или профессиональная акустика, то имеет смысл доукомплектовать свои основные стереоколонки мощным сабвуфером, превосходящим их в десятки раз. Особенность низких частот в том, что, в отличие от средних и высоких, они не подвергаются стереоозвучиванию. Значит, и изготавливать две широкополосные колонки, в которых низкочастотные динамики – отдельные, смысла нет.

Главное – подобрать динамики и мощные микросхемы усилителей, а также мощный импульсный блок питания на 100 и более ватт-часов потребляемого количества электричества.

Остальные расходники по сравнению с ними стоят копейки. Уделив особое внимание качеству, пользователь реально соберёт своими руками колонки, служащие десятки лет без особых проблем. В основном стареют лишь полупроводниковые радиоэлементы (диоды, транзисторы, микросхемы).

Инструменты и материалы

Из инструментов для работы потребуются следующие:

дрель с набором свёрл;
болгарка с отрезным по дереву диском;
электролобзик с мелкозубчатой пилой;
шуруповёрт с плоской и фигурной битами.

Материалы для изготовления колонок:

доска ДСП, ДВП или фанерная;
саморезы;
болты и гайки с гравёрными шайбами;
клей универсальный для склеивания дерева, резины и пластика (или мебельные уголки – они предпочтительнее при разборке колонки в случае выхода её из строя);
клей-герметик;
припой, канифоль и паяльный флюс.

Если вы собираете плату усилителя самостоятельно – вам потребуется также фольгированный стеклотекстолит.

Альтернативной является сборка на любой диэлектрической пластине (кроме резины), где дорожки плат паяются из проволоки, а не режутся/вытравливаются на токопроводящем слое (стекло) текстолита.

Радиоэлементы приобретаются согласно схеме усилителя. Кроме основной микросхемы, нужны навесные элементы – резисторы, конденсаторы, диоды, возможно, катушки и дроссели. Дополнительные сверхмощные транзисторы используются в качестве оконечных каскадов – когда мощности основной микросхемы уже не хватает, а мостовое включение оконечных каскадов могло бы помочь пользователю достичь практически неограниченной мощности.

Для намотки самодельных катушек колебательных контуров разделительного фильтра, если колонка – общая, а не для низких частот, потребуются эмальпровод, эпоксидный клей и кусок пластиковой трубы нужного диаметра.

Инструкция по изготовлению

Изготовление колонки – многоэтапный процесс, подразделяющийся на слесарные и электромонтажные работы. Колонка для дома (вернее, для ПК или домашнего кинотеатра) изготавливается по заранее выбранному чертежу. Выберите вариант сабвуфера – мини- или обычный, от этого зависит размер ящика, изготавливаемого в начале работ.

Сборка корпуса

Чтобы собрать корпус, выполните следующие действия.

Распилите по чертежу доску из ДСП, натурального дерева или МДФ, на составные элементы.
Подготовьте прямоугольное отверстие под лабиринт из кабель-канала.
Скрепите на уголках или склейте эпоксидным клеем верхнюю, нижнюю, заднюю и боковые грани. Получится не полностью собранный ящик, обладающий достаточной жёсткостью.

Ящик для колонки собран.

Чтобы собрать и установить порт, сделайте следующее:

выпилите из короба подходящие куски, вписывающиеся в размеры колонки;
присоедините колено короба в месте поворота кабель-канала;
проверьте, что порт (сборный кабельный короб) подогнан под внутренние размеры ящика;
приклейте его с помощью термоклея или герметика.

Когда клей засохнет, проверьте, что порт из короба не болтается. Недостаточное его закрепление может привести к тому, что он входит в резонанс на определённой частоте.

Отверстие для динамика

Обработка внутренней части корпуса

Важная часть внутренней сборки – компоновка, размещение функциональной электроники. Вначале подготавливают усилитель. Сделайте следующее.

Изготовьте печатную плату согласно её топологии (карты дорожек).
Разместите радиоэлементы согласно электромонтажной схеме (сборочному чертежу).
Пропаяйте все контакты ножек деталей с дорожками печатной платы.
Припаяйте провода на вход, выход и для электропитания собранного усилителя.
Присоедините радиатор усилителя к основной микросхеме и разместите его в надёжном месте колонки, например, используя винтовые стойки. Допустимо располагать его и на деревянных подкладках – он не будет нагреваться настолько, чтобы подпалить дерево.
Если мощность динамика достигает сотен ватт, соберите дополнительные усилительные каскады. Их количество ограничено лишь свободным местом внутри колонки.

Например, 8 каскадов по 100 Вт, усиливаемых 25-ваттный звук с выхода микросхемы, включённых по мостовой схеме, способны обеспечить 800 Вт.

Но для охлаждения всех радиаторов потребуется мощный компьютерный кулер, поток воздуха которого направляется на эти радиаторы. Каждому транзистору потребуется свой теплоотводящий радиатор. В старые времена использовались и радиолампы – сейчас они вытеснены транзисторами и микросхемами. К тому же уровень линейных искажений в радиоламповых усилительных каскадах зашкаливает.

Мощность на коллекторе, рассеиваемая транзистором (его фактическая полезная мощность) лишь в 1,5-2 раза больше тепловой, выделяемой полупроводниковыми переходами при нагреве в процессе интенсивной работы. Чтобы отвести лишний жар от силовых элементов, и нужен радиатор.

Питание

В качестве блока питания нередко берут зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно выдаёт не более 15 В, при этом ток может достигать десятков ампер. Выполнен он по современной схеме импульсного блока питания, в который входят:

сетевой выпрямитель – мощный диодный мост на 220 В;
преобразователь частоты от единиц до десятков килогерц – он позволяет в десятки раз уменьшить габариты трансформатора;
трансформатор – гальванически развязывает выходную часть от сетевого напряжения, защищая от удара током и высоковольтного пробоя;
высокочастотный выпрямительный мост на современных диодах с высоким КПД;
фильтр – задерживает броски тока;
импульсный стабилизатор – избавляет от скачков напряжения.

Всю эту схему, имея нужные детали, можно собрать в колонке и самому. Но чаще ставят готовый блок встроенный или выносной (в одном корпусе с усилителем). Разместив все нужные функциональные узлы внутри колонки, делаем следующее:

выводим линии питания и звука;
подключаем динамик к выходу усилителя;
устанавливаем на место переднюю часть (с динамиком) и закрепляем её.

До проведения работ по дизайну и эргономике колонки испытайте её:

Звук должен быть чистым, без хрипов. Низкочастотный динамик должен чётко воспроизводить низкие частоты.

Установите сабвуфер где-нибудь на полу комнаты. В авто это чаще всего багажник или пространство под задним сиденьем.
Пройдитесь по комнате (или вблизи авто, пересаживайтесь в машине на разные сидения), прислушиваясь к естественному звучанию басов. Если звук приобретает гудящие оттенки – переместите сабвуфер в другое место.
Попробуйте перенастроить эквалайзер (если вы музыкант, то сэмплер) усилителя или самого гаджета. Добейтесь оптимальных настроек, чтобы колонка не уходила в область слегка завышенных нижних частот (100-250 Гц).

Если от размытости басов полностью избавиться не удалось, причины следующие:

неправильный расчёт ящика и канала;
динамик не соответствует заявленным характеристикам;
щели между стенками колонки недостаточно тщательно загерметизированы;
слишком тонкая фанера, из которой вырезаны стенки.

Для высокомощных колонок нельзя использовать доску или плиту толщиной менее 15 мм – жёсткость стенок в этом случае для звуковых волн недостаточна.

Оформление

Внешнее оформление колонки можно сделать любым, даже самым необычным. Варианты отделки:

обшивание колонки материей;
обработка доски ДСП шпатлёвкой, покраска;
установка тонкостенных пластиковых, металлических или композитных панелей;
поклейка высококачественных пластиковых обоев или декоративной плёнки.

Передняя часть, где размещён динамик, закрывается мелкоячеистой решёткой. Последняя защитит рупорный диффузор от случайных тычковых движений. В некоторых колонках несколько фазоинверторов позволяют спрятать динамик внутри целиком.

Рекомендации

Следует помнить, что выходное напряжение при мощности усилителя в сотни ватт может достигать 40 вольт. Звук – быстропеременный ток с непостоянной частотой. Вы получите удар током и при более низких значениях высокочастотного напряжения. Не хватайтесь руками за оголённые (в местах соединений) провода колонки, работающей на полную мощность. Бывали случаи, когда людей било током и от 25 В с частотой, к примеру, 8 килогерц.

Колонка для концертных залов достигает по мощности одного киловатта и более. Приобрести такой динамик крайне затруднительно – он может стоить десятки, а то и сотни тысяч рублей.

Создавая для себя мощный сабвуфер, убедитесь, что динамик не излучает инфразвуковые частоты (до 20 Гц). Не пытайтесь их получить! Обычный звук с частотой 20-20000 Гц заставляет ваше тело вибрировать и являет собой небольшую опасность. Но звуковые волны с частотой 6-8 Гц при аналогичной мощности и громкости колонки способны привести к разрыву внутренних органов, ибо те входят в резонанс. Волны же с частотой 16-18 Гц вызывают галлюцинации – именно этот эффект использовали в диско-клубах.

Молодёжь, пришедшая приятно провести время на дискотеку, где громкий звук содержал крайне низкие частоты и служил аудионаркотиком, впадала в состояние изменённого сознания даже без употребления спиртного и табака. Современные производители не допускают, чтобы динамики, транзисторы и микросхемы выдавали инфразвук. Дело в том, что его применение ограничено научными лабораторными испытаниями, а не предназначено для бытового использования. В обычных гражданских целях мощный инфразвук запрещён законодательством.

Используйте колонку вдали от мороза, повышенной влажности и кислотных паров. Это не даст ей выйти из строя преждевременно.

Сабвуфер не может использоваться в полевых, полностью мобильных условиях. Если вам хочется звука, как в автомобиле, с хорошо выраженными частотами 20-80 Гц на прогулке или в походе, используйте мощные наушники для геймеров, полностью закрывающие уши. Они работают с любыми частотами от 20 до 20000 Гц. Нужные настройки звука выставляются в программном медиаплеере на смартфоне, планшете или ультрабуке.

Компьютер не выдаст десятки ватт мощности – его предусилитель рассчитан лишь на 1-2 Вт. Не подключайте сабвуфер напрямую к выходу звуковой карты: сопротивление колонки в 8 и менее ом сожжёт оконечные каскады звукового тракта.

Мощный сабвуфер, изготовленный собственноручно, позволяет сэкономить на общей стоимости колонки в 10 и более раз. Обладая навыками в монтажных и слесарных работах, вы сбережёте 10 и более тысяч рублей из своего бюджета.

Как сделать сабвуфер своими руками, смотрите далее.

Часто приходиться слышать примерно такое: поршневой режим — это наше всё (к нему нужно стремиться), выход динамика из поршневого режима — зло (с ним нужно бороться). Казалось бы, такая простая и понятная логика, ведущая к созданию узкополосных излучателей и многополосных акустических систем. Но в жизни все сложнее, а раз так, окончательных и идеальных решений быть не может. Поэтому давайте разбираться в деталях.

Начнем с того, как вообще работает динамическая головка. Простейший пример: головка низкочастотная (диффузор достаточно большого диаметра, мягкий резиновый подвес, основная резонансная частота в области нижней границы слышимого диапазона). Как такая головка работает? Очевидно, что на низких частотах весь диффузор полностью (несмотря на вполне измеримую массу) будет работать именно как поршень, а подвес будет выполнять свою непосредственную функцию.

И если головка живет в трехполосной акустической системе, где герц примерно с 200 звучать будет уже среднечастотный динамик, низкочастотная головка имеет право работать так, как мы описали выше. Но что если это не чисто басовый динамик, а мид-бас? Ему тогда еще нужно доиграть до диапазона, который возьмет на себя твитер. Какие процессы будут происходить в диффузоре излучателя тогда?

Очевидно, что с возрастанием частоты у диффузора будет всё меньше шансов работать полностью, и внешний его диаметр начнет изгибаться, выполняя уже функцию более жесткого (по сравнению с основным) и меньшего по диаметру подвеса. Здесь говорят о выходе динамика из поршневого режима. На еще более высоких частотах будет работать все более внутренняя часть, а область подвеса также будет смещаться к центру. Это будет происходить вплоть до превращения в излучатель только пылезащитного колпачка.

Конечно, все динамики разные, у них разная жесткость диффузора, различен его вес, разный диаметр, и переходные процессы будут иметь свои особенности. Общее то, что поведение диффузора на каждом участке частотного диапазона будет различным, и предсказать его достаточно сложно. Однако в целом на средних частотах волны на поверхности диффузора будут иметь не только круговую, но и радиальную направленность (создавая сложный рисунок колебаний), на высоких – в основном круговую.

Понятно, что все это акустических свойств динамика не улучшает, а так как количество точек излучения на поверхности диффузора увеличивается, появляются и множество новых резонансов. Усложняется ФЧХ, что, естественно, приводит и к горбам АЧХ. И если мы хотим построить акустическую систему с высокой линейностью, то все это, конечно, нам совершенно не нужно. Другое дело, что необходимость высокой линейности для домашней акустики сильно преувеличивается, но это вопрос уже другой.

Как же описанные проблемы будут выглядеть на АЧХ среднестатистического мид-баса? У такого динамика будет более-менее ровный график внизу и гармошка изломов выше. И, к сожалению, при построении двухполосной акустики с этим нужно мириться.

Ну а если вы настроены с этим бороться, то просматриваются два направления: увеличение количества полос вашей акустической системы и повышение жесткости диффузора низкочастотного динамика.

До определенной степени создание более жестких диффузоров помогает, что привело к разработкам диффузоров из различных композитных материалов и диффузоров с ребрами жесткости. Стоят такие головки, как правило, недешево.

Как мы уже поняли выше, популярная двухполоска является решением компромисным. Ну а как же однополосные (широкополосные) системы, набирающие популярность сегодня? Давайте прикидывать плюсы и минусы таких решений. Начнем с некоторых особенностей широкополосной головки.

Понятно, что работать она будет как в поршневом (в самом низу), так и в волновом (в середине и наверху) режимах. Получается, что задачи при ее разработке, в отличие от головки низкочастотной, будут стоять совсем противоположные. Ведь нужно создать условия для того, чтобы при работе во всем слышимом диапазоне формировались зоны, берущие на себя нужную длину волны. Обычно это достигается делением диффузора на зоны специальными насечками и его особой формой. Для самого верха применяют ставший уже визитной карточкой широкополосного динамика конус-визер (небольшой рупор в центре).

Раз диффузор должен работать во всем диапазоне, то он должен быть достаточно легким. Такие диффузоры обычно делают бумажным (и с присадками), и это позволяет достигать для широкополосника, как правило, существенно большей чувствительности, чем для динамиков, специализирующихся исключительно на низкочастотном диапазоне.

Давайте попробуем теперь составить таблицу сравнения многополосной и широкополосной акустики.

Многополосная акустика

Широкополосная акустика

Теперь подведем итоги. Широкополосный динамик по сравнению с узкополосным суммарно обладает бо́льшими искажениями, в том числе интермодуляционными, и менее равномерным АЧХ, однако способен воспроизвести больше деталей, обеспечить более выраженную сцену.

Таким образом, чисто технически многополосная акустика однозначно более совершенна, но для некоторых жанров предпочтительнее использовать акустику на широкополосных динамиках.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Читайте также: