Дата: 0000-00-00
Автозвук теория. Правильно выбранная авто акустика.
Далеко не все автолюбители задумываются, как это одни динамики, скажем, больше, а другие поменьше, и почему у них вообще часто бывают совершенно разные конструкции. Так что давайте теперь разберемся, как они устроены, и что для каких целей в них предназначено. Все многообразие конструкций представить в одной статье чисто физически невозможно, исходя из чего, рассмотрим принцип действия звукоизлучающих головок (поскольку это название самое универсальное и правильное) на примере конструкций динамиков диффузорных (это мидбасы, сабвуферы и все, что на них похоже).
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО - В ЗВУК
Начнем, как всегда, с основ. Цель динамической звукоизлучающей головки, ну или, проще говоря, динамика — преобразовать на нее подаваемый с усилителя автомобильного электрические сигналы в колебания воздуха (звуковые). Для того чтобы понять как такое происходит, давайте вспомним школу. Возьмем самый обыкновенный провод, через который течет ток, и отправим его в магнитное поле, разумеется, при этом на него будет воздействовать сила, стремящаяся его сдвинуть (кто помнит, это зовется силой Ампера).
Теперь возьмем данный провод и намотаем его на цилиндр. Что из этого получится? Конечно же, катушка индуктивности. Если вложить эту катушку в магнит, имеющий форму кольца, и пропустить переменный ток через нее, то под действием этой силы Ампера она сможет перемещаться, да так, что своим перемещением будет точно повторять форму самого сигнала: слабее ток — усилие будет, сильнее ток — усилие будет больше.
Теперь остается присоединить к катушке что-нибудь здоровое, способное толкать воздух, закрепить всю эту нашу систему на корпусе, и получить уже в абсолютно готовом виде искомый столь нужный нам динамик (или электроакустический преобразователь, илизвукоизлучатель). И вот насколько здорово он будет выполнять свои прямые обязанностями, как раз и зависит от его особенностей конструкции.
ЧТО У НАС В КОРЗИНКЕ?
Для начала определимся с терминами и рассмотрим, что входит в состав динамика автомагнитолы. Основная его часть, то есть та, на которой крепятся все остальные детали, — это корпус, который также называют корзиной диффузородержателя. Данная корзина может быть литой, скажем, из полимера, алюминиевого сплава, различного композита, или, в самом простом случае металлической штампованной. Когда вы выбираете динамики, чтобы получить качественный автозвук, то ориентироваться на материал корзины не следует, главное — чтобы она могла обеспечить нужную прочность конструкции и, желательно, была бы максимально глухой при простукивании. Не обращая внимание на то, что динамик инсталлироваться будет в большинстве случаев все же к слушателям лицевой стороной, лишние резонансы нам не нужны, в откровенно несильных звонких корзинах подобные призвуки могут оказывать значительное влияние на звук динамика в общем (и действительно, что можно ожидать от непрочной конструкции, которая звенит и ходит ходуном?).
Сам диффузор динамика прикрепляется к корзине при помощи двух элементов: через подвес по периметру, а у самой катушки через центрирующую гофрированную шайбу (ее также иногда называют „слайдером"). И центрирующая шайба, и подвес позволяют диффузору смещаться в определенных пределах. К слову, если вы увидите в описании динамиков показатель Xmax, то это и есть наивысший ход диффузора относительно стартового положения.
Любой производитель может применять свою форму гофра и подвеса. Этим регулируется не только соотношение их упругости и жесткости, но и то, до какой степени линейным станет вращение диффузора в границах этого самого Xmax (то есть выражаясь простым языком, чтобы эта упругость была постоянной, не сильно изменяясь при солидном ходе диффузора).
КСТАТИ
Обращенную магнитную систему часто можно отличить по небольшому диаметру магнита, схожему по размерам с диаметром собственно звуковой катушки. Большинство динамиков имеют вентиляционное осевое отверстие, которое особенно часто можно встретить в мидбасовых динамиках и сабвуферах, где наиболее важно хорошее проветривание звуковой катушки. Но вентиляционное отверстие может использоваться не только для охлаждения, во многих динамиках оно применяется для небольшой коррекции параметров: в дырку вкладываются особые вставки, скажем, из поролона, в какой-то степени препятствующие неконтролируемому движению воздуха во время работы динамика.
ТЯНИ-ТОЛКАЙ
„Двигатель" динамика — это собственно катушка индуктивности, прикрепленная к диффузору, которая представляет собой провод, который намотан на легкий цилиндрический каркас. Она носит именно такое название — звуковая катушка, и помещается прямо в магнитное поле.
Динамики могут иметь разнообразную конструкцию магнитной системы. Это влияет, прежде всего, на автозвук. Наиболее простая, классическая, представляет из себя магнит в виде кольца, а звуковая катушка располагается внутри него. В центре магнита находится неподвижный керн, также являющийся частью магнитной системы, в задачу которого входит формирование магнитного потока вокруг катушки.
Есть у данной конструкции недостаток — для того, чтобы сделать звуковую катушку достаточно большого размера, магнитную систему придется делать еще больше. В подобных случаях вполне логично собственно катушку расположить не внутри магнита, а вокруг него. Подобные магнитные системы называют обращенными. Однако есть ли какое-то преимущество у катушек большого размера перед маленькими? На самом деле преимуществ несколько.
Во-первых, катушки большого размера имеют большую площадь, а, следовательно, и лучше охлаждаются. Для динамика охлаждение вещь вообще довольно критичная, поскольку мощность звуковых волн ниже электрической мощности, которая подается на динамик, в десятки раз. Таким образом, КПД динамика, в самом лучшем случае, несколько процентов, а то и вовсе менее процента. Куда же девается оставшаяся энергия? Если вы помните чем вас учили в школе, то она превращается в тепловую. Да даже если и забыли, то это все равно так. Как раз это избыточное тепло звуковая катушка и должна рассеивать. Соответственно, чем она больше, тем у динамика больший запас по подводимой мощности.
Следующее преимущество звуковой катушки большого размера чисто механическое. Для этого совершим небольшое отступление, и кое-что рассмотрим подробнее. У большинства динамиков диффузор конусообразной формы. Если катушка небольшая, то получается, что она прикрепляется на самую вершину этого конуса и толкает-тянет диффузор за него. При этом в случае, если диффузор будет относительно большого размера и недостаточно жестким, то в определенный момент его края не перестанут поспевать за движением его части, находящейся в центре. А это уже причина ненужных искажений, которые имеет название - модальными. В случае, если диффузор двигается целиком одинаково (на невысоких частотах), то говорят, что он находится в поршневом режиме, а если из-за собственной хрупкости начинает ломаться, то есть при высокой частоте края прекращают успевать за движением части, находящейся в центре, то говорят, что диффузор переходит режим модальной работы.
В случае если у звуковой катушки имеется довольно большой диаметр, то получается, что она прикрепляется не к вершине конуса диффузора, а можно сказать к его средней части. А это значит, что диффузор больше не будет ломаться, то есть он будет находиться в том самом поршневом режиме в заметно большем диапазоне частот.
Однако, у звуковых катушек намного большего диаметра (при этом, не обязательно в магнитных системах) есть и серьезный недостаток — при всех остальных равных они нуждаются и в более мощном магните. То есть, им нужен либо магнит огромных размеров, либо такой, который сделан из более эффективных материалов, что и в том и в другом случае значительно удорожает конструкцию. Именно по этой причине большие катушки, которые имеют преимущества, но их используют, даже в динамиках среднего класса, не так широко. А уж в не дорогих это огромная редкость.
ЧЕМ ВОЗДУХ ТОЛКАТЬ БУДЕМ?
Теперь давайте обратим внимание на собственно диффузоры. Для начала рассмотрим сабвуфер автомобильный. Задача сабвуфера — двинуть большие массы воздуха (поскольку почти вся энергетика звука приходится как раз на низкочастотную область). При этом наиболее важное условие — чтобы диффузор не скукоживался при больших перемещениях, то есть, он обязан быть предельно жестким. Но имеется и еще одно условие, не менее важное — он должен оставаться легким. Надобность выполнить эти два условия, противоречащих друг другу, стала причиной розыска оптимальной конструкции диффузора. Одни делают его с идеально рассчитанной кривизной, таким образом, что усилия от катушки звуковой перераспределяются по нему, и он почти не изгибается при работе динамика, остальные решают проблему кардинально и используют ребра жесткости, а некоторые применяют двойные конструкции (излучающая лицевая поверхность прикрепляется к самому конусу). Применяются и разные материалы, вплоть до кевлара и алюминия. Вариантов море, но суть их одинакова — сделать диффузор предельно жестче при сохранении легкости.
Но при этом у сабвуферов имеется одно преимущество — они действуют в очень узком диапазоне частот. В то же время мидбасам требуется отыгрывать не только бас, но и средние, а также еще и некоторое количество верхних частот. Здесь применение жестких материалов для изготовления диффузора может сильно навредить. Дело в том, что чрезмерно жесткие материалы, зачастую, слишком звонкие, что моментально скажется на характере звучания, при этом, не с самой лучшей стороны. В таких случаях частенько идут на использование многослойных диффузоров. Главный слой может быть, к примеру, кевларовым, алюминиевым, или еще из какого-то жесткого материала, а следующий слой — демпфирующий, то есть гасящий резонансы того самого жесткого материала — любое вязкое глухое покрытие. Часто можно разглядеть в схеме динамиков и сотовую структуру, которая обладает одновременно и легкостью, и жесткостью. Два плотных слоя, между которых сотовая пространственная структура, которая собственно и придает жесткость. Однако, изготовление подобных диффузоров — удовольствие дорогое, и решаются на него немногие производители.
Самый же дешевый, а значит и получивший наибольшее применение материал диффузоров — полипропилен. Этот материал можно называть компромиссным — терпимая жесткость при довольно неплохом внутреннем демпфировании. Как принято говорить в таких случаях, дешево и сердито. А используя разнообразные добавки, производителям иногда удается наделить полипропилен вполне хорошими свойствами, позволяющими применять его и в более дорогих и солидных динамиках.
Вообще же, если говорить о натуральности звука, обычно высоко котируются диффузоры из бумаги (или целлюлозы). Причина — практически абсолютное отсутствие (особенно по сравнению со всеми остальными материалами) внутренних резонансов, а значит и настоящая возможность сделать звучание наиболее естественным, или, иначе говоря, менее выкрашенным. При изготовлении в бумагу добавляют разнообразные примеси, делают разнообразные пропитки и покрытия, которые придают бумажным диффузорам влагозащитные и другие демпфирующие свойства.
БОЛЬШЕ - ЗНАЧИТ... ЛУЧШЕ ИЛИ ХУЖЕ?
Однако найти грамотное сочетание внутреннего демпфирования и жесткости — это вовсе не единственная сложность, возникающая при проектировании динамиков. Другой неприятный эффект мы сейчас рассмотрим. Дело в том, что на более высоких частотах собственные размеры диффузора становятся идентичными длинам излучаемых звуковых волн. Это наиболее важно при расположении динамика к слушателю под углом (а иначе в автомобиле, в общем-то, обычно и не бывает). В таком случае звуковые колебания от дальнего и ближнего краев диффузора складываются (в очередной раз вернемся к школьному курсу физики, понятие интерференции), причем неизбежно искажая звучание.
Проверить данный эффект очень легко, например, на стенде в любом приличном магазине, который торгует аудиотехникой: обратите внимание на то, как проигрывает динамик автомагнитолы, когда вы стоите непосредственно перед стендом напротив динамика, и что случится со звуком в тот момент когда вы немного отойдете и увидите динамик под углом. Если медведь не станцевал ламбаду на ушах, то наверняка поймете, что тембр звучания на высоких и средних частотах немного изменится. Это и есть результат сложения звуковых волн с различных частей диффузора. Впрочем, здесь необходимо отметить, что большинство динамиков специально разрабатываются с таким условием, что они будут установлены конкретно под углом. Как показательный пример — так любимые многими овальные блины 6 на 9 дюймов, устанавливаемые в основном плоско в заднюю полку. Будучи установленными, не плоско, а с разворотом в салон, они зачастую дают резкий, противный звук.
То есть получается, что на меньших частотах динамик имеет диаграмму направленности широкую (попросту говоря, излучает на половину круга), а на более высоких частотах показывает свою направленность уже значительно ощутимее. Поэтому динамики средней частоты, чаще всего изготовляют меньше. Из-за своей геометрии они вступают в модальный режим действия на значительно более высоких частотах, если сравнивать с крупными, а, следовательно, звучат на этих частотах правильнее и чище.
Так что, выбирая акустику автомагнитолы двух-полосную, где крупные мидбасовые динамики (скажем, 8 дюймов), не забывайте что, выигрывая в отдаче при низкой частоте, вы, таким образом, скорее всего, потеряете в ясности и открытости звука на средних. От этого калибр 6 с половиной дюймов стал так популярен. Когда басовые возможности хорошие, динамики данного размера в условиях автомобиля отлично воспроизводят звук и средние частоты. Поэтому трех-полосные системы акустики, будучи сложнее на две головы в установке и настройке, позволяют, при грамотном подходе, получить гораздо более открытый, ясный, чистый звук.
Собственно, в общих чертах, таким образом, и устроены динамики для автомагнитолы. Сейчас, если вы решите проделать аудиотюнинг своего автомобиля, то сможете подобрать динамики не только по цвету диффузора, а выбрать их конструкцию и купить наиболее подходящие. Ну а если возникнут вопросы, мы, как обычно, постараемся ответить на них.
КСТАТИ
В поисках правильного материала для диффузора может использоваться и... дерево. Да-да, такая автоакустика была не так давно представлена в линейке JVC. А вот кевларовые диффузоры уже перестали считаться экзотикой, за свою жесткость их любят многие производители динамиков. Однако, слишком уж массового распространения они так и не получили, потому что жесткие материалы придают звучанию особую звонкость и яркость.
Информация взята: Отзывы покупателей про статью "Автозвук теория. Правильно выбранная авто акустика."
Благодарим Вас за желание добавить отзыв на автомагнитолу, акустику, сабвуфер, усилитель!
Ваш отзыв будет рассмотрен и добавлен в страничку с соответствующим ему товаром в течение 1-2 рабочих дней. Негативные отзывы рассматриваются также как и положительные. Главное чтобы была написана правда! Будут удалены отзывы с 10-ю грамматическими ошибками и содержащие ненормативную лексику.
Ваш отзыв на статью.
|
Сегодня на форуме
|
Автомагнитолы