Частотный диапазон колонок какой лучше?

Подробная расшифровка некоторых характеристик акустики

Под словом мощность в разговорной речи многие подразумевают «мощь», «силу». Поэтому вполне естественно, что покупатели связывают мощность с громкостью: «Чем больше мощность, тем лучше и громче будут звучать колонки». Однако это распространенное мнение в корне ошибочно! Далеко не всегда колонка мощностью 100 Вт будет играть громче или качественней той, у которой указана мощность «всего» в 50 Вт. Значение мощности, скорее, говорит не о громкости, а о механической надежности акустики. Те же 50 или 100 Вт — это совсем не громкость звука, издаваемого колонкой. Динамические головки сами по себе имеют низкий КПД и преобразуют в звуковые колебания лишь 2-3% мощности подводимого к ним электрического сигнала (к счастью, громкости издаваемого звука вполне хватает для создания звукового сопровождения). Величина, которую указывает производитель в паспорте динамика или системы в целом, говорит лишь о том, что при подведении сигнала указанной мощности динамическая головка или акустическая система не выйдет из строя (вследствие критического разогрева и межвиткового КЗ провода, «закусывания» каркаса катушки, разрыва диффузора, повреждения гибких подвесов системы и т.п.).

Таким образом, мощность акустической системы — это технический параметр, величина которого не имеет прямого отношения к громкости звучания акустики, хотя и связана с ней некоторой зависимостью. Номинальные значения мощности динамических головок, усилительного тракта, акустической системы могут быть разными. Указываются они, скорее, для ориентировки и оптимального сопряжения между компонентами. Например, усилитель значительно меньшей или значительно большей мощности может вывести колонку из строя в максимальных положениях регулятора громкости на обоих усилителях: на первом — благодаря высокому уровню искажений, на втором — благодаря нештатному режиму работы колонки.

Мощность может измеряться различными способами и в различных тестовых условиях. Существуют общепринятые стандарты этих измерений. Рассмотрим подробнее некоторые из них, наиболее часто употребляемые в характеристиках изделий западных фирм:

RMS ( Rated Maximum Sinusoidal power — установленная максимальная синусоидальная мощность). Мощность измеряется подачей синусоидального сигнала частотой 1000 Гц до достижения определенного уровня нелинейных искажений. Обычно в паспорте на изделие пишется так: 15 Вт (RMS). Эта величина говорит, что акустическая система при подведении к ней сигнала мощностью 15 Вт может работать длительное время без механических повреждений динамических головок. Для мультимедийной акустики завышенные по сравнению с Hi-Fi колонками значения мощности в Вт (RMS) получаются вследствие измерения при очень высоких гармонических искажениях, часто до 10%. При таких искажениях слушать звуковое сопровождение практически невозможно из-за сильных хрипов и призвуков в динамической головке и корпусе колонки.

PMPO (Peak Music Power Output — пиковая музыкальная мощность). В данном случае мощность измеряется подачей кратковременного синусоидального сигнала длительностью менее 1 секунды и частотой ниже 250 Гц (обычно 100 Гц). При этом не учитывается уровень нелинейных искажений. Например, мощность колонки равна 500 Вт (PMPO). Этот факт говорит, что акустическая система после воспроизведения кратковременного сигнала низкой частоты не имела механических повреждений динамических головок. В народе единицы измерения мощности Вт (PMPO) называют «китайскими ваттами» из-за того, что величины мощности при такой методике измерения достигают тысячи Ватт! Представьте себе — активные колонки для компьютера потребляют из сети переменного тока электрическую мощность 10 В*А и развивают при этом пиковую музыкальную мощность 1500 Вт (PMPO).

Наравне с западными существуют также советские стандарты на различные виды мощности. Они регламентируются действующими по сей день ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88. Эти стандарты определяют такие понятия, как номинальная, максимальная шумовая, максимальная синусоидальная, максимальная долговременная, максимальная кратковременная мощности. Некоторые из них указываются в паспорте на советскую (и постсоветскую) аппаратуру. В мировой практике эти стандарты, естественно, не используются, поэтому мы не будем на них останавливаться.

Делаем выводы: наиболее важным на практике является значение мощности, указанной в Вт (RMS) при значениях коэффициента гармоник (THD), равного 1% и менее. Однако сравнение изделий даже по этому показателю очень приблизительно и может не иметь ничего общего с реальностью, ведь громкость звука характеризуется уровнем звукового давления. Поэтому информативность показателя «мощность акустической системы» — нулевая.

Чувствительность

Чувствительность — один из параметров, указываемых производителем в характеристике акустических систем. Величина характеризует интенсивность звукового давления, развиваемого колонкой на расстоянии 1 метра при подаче сигнала частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Измеряется чувствительность в децибелах (дБ) относительно порога слышимости (нулевой уровень звукового давления равен 2*10^-5 Па). Иногда используется обозначение — уровень характеристической чувствительности (SPL, Sound Pressure Level). При этом для краткости в графе с единицами измерений указывается дБ/Вт*м либо дБ/Вт^1/2*м. При этом важно понимать, что чувствительность не является линейным коэффициентом пропорциональности между уровнем звукового давления, мощностью сигнала и расстоянием до источника. Многие фирмы указывают характеристики чувствительности динамических головок, измеренные при нестандартных условиях.

Чувствительность — характеристика, более важная при проектировании собственных акустических систем. Если вы не осознаете до конца, что означает этот параметр, то при выборе мультимедийной акустики для PC можно не обращать на чувствительность особого внимания (благо указывается она не часто).

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в общем случае представляет собой график, показывающий разницу величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. АЧХ измеряют подачей синусоидального сигнала неизменной амплитуды при изменении его частоты. В точке на графике, где частота равна 1000 Гц, принято откладывать на вертикальной оси уровень 0 дБ. Идеален вариант, при котором АЧХ представлена прямой линией, но таких характеристик в реальности у акустических систем не бывает. При рассмотрении графика нужно обратить особое внимание на величину неравномерности. Чем больше величина неравномерности, тем больше частотных искажений тембра в звучании.

Западные производители предпочитают указывать диапазон воспроизводимых частот, который представляет собой «выжимку» информации из АЧХ: указываются лишь граничные частоты и неравномерность. Допустим, написано: 50 Гц — 16 кГц (±3 дБ). Это значит, что у данной акустической системы в диапазоне 50 Гц — 16 кГц звучание достоверное, а ниже 50 Гц и выше 15 кГц неравномерность резко увеличивается, АЧХ имеет так называемый «завал» (резкий спад характеристики).

Чем это грозит? Уменьшение уровня низких частот подразумевает потерю сочности, насыщенности звучания басов. Подъем в области НЧ вызывает ощущения бубнения и гудева колонки. В завалах высоких частот звук будет тусклым, неясным. Подъемы ВЧ означают присутствие раздражающих, неприятных шипящих и свистящих призвуков. У мультимедийных колонок величина неравномерности АЧХ обычно выше, чем у так называемой Hi-Fi акустики. Ко всем рекламным заявлениям фирм-производителей об АЧХ колонки типа 20 — 20000 Гц (теоретический предел возможности) нужно относиться с изрядной долей скептицизма. При этом часто не указывается неравномерность АЧХ, которая может составлять при этом немыслимые величины.

Поскольку производители мультимедийной акустики часто «забывают» указать неравномерность АЧХ акустической системы, встречаясь с характеристикой колонки 20 Гц — 20000 Гц, надо держать ухо востро. Существует большая вероятность купить вещь, не обеспечивающую даже более или менее равномерную характеристику в полосе частот 100 Гц — 10000 Гц. Сравнивать диапазон воспроизводимых частот с разными неравномерностями нельзя вовсе.

Нелинейные искажения, коэффициент гармоник

Кг — коэффициент гармонических искажений. Акустическая система представляет собой сложное электроакустическое устройство, которое имеет нелинейную характеристику усиления. Поэтому сигнал по прошествии всего звукового тракта на выходе обязательно будет иметь нелинейные искажения. Одними из самых явных и наиболее простых в измерении являются гармонические искажения.

Гармонические искажения — это, попросту, такие искажения, которые кратны основному тону сигнала. Паразитные гармоники в спектре придают звучанию новый тембр и ведут к невосполнимым потерям в звуке. Обычно гармонические искажения измеряются подачей синусоидального сигнала частотой 1000 Гц. С помощью специального фильтра в звуковом сигнале находят лишние гармоники и определяют их мощность.

Коэффициент — величина безразмерная. Указывается либо в процентах, либо в децибелах. Формула пересчета: [дБ] = 20 log ([%]/100). Чем больше величина коэффициента гармоник, тем обычно хуже звучание.

Кг колонок во многом зависит от мощности подаваемого на них сигнала. Поэтому глупо делать заочные выводы или сравнивать колонки только лишь по коэффициенту гармоник, не прибегая к прослушиванию аппаратуры. К тому же для рабочих положений регулятора громкости (обычно это 30..50%) значение производителями не указывается.

Полное электрическое сопротивление, импеданс

Электродинамическая головка имеет определенное сопротивление постоянному току, зависящее от толщины, длины и материала провода в катушке (такое сопротивление еще называют резистивным или реактивным). При подаче музыкального сигнала, который представляет собой переменный ток, сопротивление головки будет меняться в зависимости от частоты сигнала.

Импеданс (impedans) — это полное электрическое сопротивление переменному току, измеренное на частоте 1000 Гц. Обычно импеданс акустических систем равен 4, 6 или 8 Ом.

В целом величина полного электрического сопротивления (импеданс) акустической системы ни о чем, связанном с качеством звучания того или иного изделия, покупателю не скажет. Производителем указывается этот параметр лишь, чтобы сопротивление учитывали при подключении акустической системы к усилителю. Если значение сопротивления колонки ниже, чем рекомендуемое значение нагрузки усилителя, в звучании могут присутствовать искажения или сработает защита от короткого замыкания; если выше, то звук будет значительно тише, нежели с рекомендуемым сопротивлением.

Корпус колонки, акустическое оформление

Одним из важных факторов, влияющих на звучание акустической системы, является акустическое оформление излучающей динамической головки (динамика). При конструировании акустических систем производитель обычно сталкивается с проблемой в выборе акустического оформления. Их насчитывается больше десятка видов.

Акустическое оформление делится на акустически разгруженное и акустически нагруженное. Первое подразумевает оформление, при котором колебание диффузора ограничивается только жесткостью подвеса. При втором колебание диффузора ограничивается помимо жесткости подвеса еще упругостью воздуха и акустическим сопротивлением излучению. Также акустическое оформление делится на системы одинарного и двойного действий. Система одинарного действия характеризуется возбуждением звука, идущего к слушателю, посредством только одной стороны диффузора (излучение другой стороны нейтрализуется акустическим оформлением). Система двойного действия подразумевает использование в формировании звука обеих поверхностей диффузора.

Поскольку на высокочастотные и среднечастотные динамические головки акустическое оформление колонки практически не влияет, мы расскажем о наиболее распространенных вариантах низкочастотного акустического оформления корпуса.

Очень широко применима акустическая схема, получившая название «закрытый ящик». Относится к нагруженному акустическому оформлению. Представляет собой закрытый корпус с выведенным на фронтальную панель диффузором динамика. Достоинства: хорошие показатели АЧХ и импульсная характеристика. Недостатки: низкий КПД, необходимость в мощном усилителе, высокий уровень гармонических искажений.

Но вместо того, чтобы бороться со звуковыми волнами, вызванными колебаниями обратной стороны диффузора, их можно использовать. Наиболее распространенным вариантом из систем двойного действия является фазоинвертор. Представляет собой трубу определенной длины и сечения, вмонтированную в корпус. Длину и сечение фазоинвертора рассчитывают таким образом, что на определенной частоте в нем создается колебание звуковых волн, синфазные с колебаниями, вызванными фронтальной стороной диффузора.

Для сабвуферов широко применяется акустическая схема с общепринятым названием «ящик-резонатор». В отличие от предыдущего примера диффузор динамика не выведен на панель корпуса, а находится внутри, на перегородке. Сам динамик непосредственного участия в формировании спектра низких частот не принимает. Вместо этого диффузор лишь возбуждает звуковые колебания низкой частоты, которые потом многократно увеличиваются по громкости в трубе фазоинвертора, выполяющего роль резонансной камеры. Достоинством этих конструктивных решений является высокий КПД при малых габаритах сабвуфера. Недостатки проявляются в ухудшении фазовых и импульсных характеристик, звучание становится утомляющим.

Оптимальным выбором будут колонки среднего размера с деревянным корпусом, выполненные по закрытой схеме или с фазоинвертором. При выборе сабвуфера следует обратить внимание не на его громкость (по этому параметру даже у недорогих моделей обычно имеется достаточный запас), а на достоверное воспроизведение всего диапазона низких частот. С точки зрения качества звучания, наиболее нежелательны колонки с тонким корпусом или очень маленьких размеров.

Как правильно выбрать акустическую систему?

Прежде всего, выясните, что и зачем вам нужно. Ясное дело, что у чувствительного меломана одни запросы, а у гремящей сковородками домохозяйки – совсем другие. Также реально оцените возможности своего помещения. Согласитесь, глупо втискивать в комнатку три на три метра огромные концертные колонки.

Поэтому выбор акустической системы или попросту колонок может стать непростой задачей для тех, кто хочет получить у себя в доме качественное звучание, но мало сталкивался с параметрами техники для воспроизведения звука. Чтобы сделать правильный выбор нужно исходить из ключевых параметров, особенностей акустических систем, а также из собственных предпочтений и средств, которыми вы располагаете.

1. Сколько полос у акустики?

Ваша акустика может быть как однополосной, так и пятиполосной. Если нет особенных запросов или вы совсем лишены музыкального слуха, вам хватит и однополосной системы, в которой все звуки будут изливаться из одного динамика. Хотя, наверное, лучше все-таки приобрести двухполосную, где один динамик будет воспроизводить звуки низких и средних частот, а другой — звуки высокой частоты. При более взыскательном музыкальном вкусе стоит попробовать приобрести трехполосную аудиосистему, у которой за низкие, средние и высокие частоты отвечают отдельные динамики.

2. Мощность акустики

В народе бытует заблуждение, что мощность акустики напрямую связана с ее громкостью. Это не так. Акустика может надолго лишить сна ваших чувствительных соседей, но это событие никак не будет связано с ее мощностью. Мощность — скорее показатель механической надежности: чем она выше, тем надежнее система. Выбирая акустику, обязательно учитывайте одно существенное обстоятельство – мощность колонок обязательно должна быть выше мощности усилителя, иначе их песня будет недолгой.

3. Чувствительность и частота акустики

А вот от чего действительно зависит громкость системы, так это от ее чувствительности, измеряемой в децибелах. Их количество показывает звуковое давление ваших колонок на окружающее пространство. Как вы понимаете, чем выше чувствительность, тем мощнее звук. Обычному слушателю вполне подойдет чувствительность в 85 децибел.

Очень важным параметром также является частота акустической системы. Мы способны слышать звуки в диапазоне от 20 до 20000 Гц. Низкие частоты — от 20 до 150 Гц, средние частоты — от 100 до 7000 Гц и высокие частоты — от 5000 до 20000 Гц. Если акустика нужна лишь как дополнение к домашнему кинотеатру, то вполне хватит частотного диапазона от 100 до 20000 Гц. Для меломанов больше подойдет система с диапазоном от 20 до 35000 Гц.

4. Активная или пассивная акустика?

При выборе акустической системы важно знать, что у активной акустики фактически каждый динамик (т.е. каждая полоса частот) усиливается отдельным усилителем. Кроме того, разделительные фильтры стоят не на выходе, а на входе усилителей и они также активны. Это дает немало преимуществ активных акустических систем перед пассивными. Во-первых, активный фильтр легче отрегулировать. Во-вторых, обеспечивается лучшее качество звучания за счет того, что динамики подключают непосредственно к усилителям. В-третьих, активные акустические системы имеют более широкий диапазон воспроизводимых частот. И, в-четвертых, активные колонки снабжены регулятором громкости, что повышает их удобство при эксплуатации.

Преимущество пассивных систем в том, что для них не требуется подвод линейного сигнала и напряжения к каждой колонке, в отличие от активных. Однако при этом для пассивных акустических систем требуется внешний усилитель.

5. Тип корпуса

При выборе акустики обратите внимание и на тип корпуса. Самые популярные акустические системы – закрытого или фазоинверторного типа. Корпус закрытого типа – наиболее простой и при этом он вполне может удовлетворить ваш вкус. Однако закрытое пространство повышает частоту нижнего резонанса. Это в итоге негативно сказывается на передаче низких частот. Большинство современных акустических систем используют фазоинверторный тип корпуса.

6. Из чего сделаны колонки?

Колонки могут быть сделаны как из пластика, так и из дерева или ДСП. У каждого материала есть свои достоинства. Пластик дает возможность реализовать самые смелые дизайнерские решения, он легкий и дешевый, колонки сделанные из него занимают меньше места. Правда, и звук такой акустики будет попроще – он сильно искажается при увеличении громкости, колонки начинают дребезжать. Пластиковую акустику чаще всего используют для озвучивания компьютера, а для просмотра фильмов и прослушивания музыки лучше купить деревянные колонки. Если вы все-таки решили остановиться на пластмассе, позаботьтесь о том, чтобы колонки имели неправильную форму, были без широких плоских панелей и переборок, острых кромок и углов. В любом случае у вашей акустики должны отсутствовать вентиляционные отверстия, все соединения должны быть качественно проклеены.

7. Покупать комплект или собирать по частям?

Акустические системы выпускают готовыми комплектами, а бывают и разделенными на отдельные составляющие. Готовые системы обычно состоят из центрального блока, сабвуфера и саттелитов. Отдельно могут продаваться универсальные громкоговорители, фронтальные громкоговорители, фронтальный или тыловой громкоговорители, громкоговорители центрального канала, громкоговорители тылового канала, сабвуферы, универсальные громкоговорители со встроенным сабвуфером, мониторы и сателлиты.

Если вы решили остановиться на готовом комплекте, то присмотритесь к количеству громкоговорителей. Фронтальные и тыловые колонки должны продаваться парами, а у сабвуфера и центрального канала должно быть по одному громкоговорителю. Если акустика нужна для комплектования домашнего кинотеатра, то подбирайте ту, у которой есть тыловой канал – он добавит эффект окружения звуком.

Колонки и сабвуферы также могут быть как полочными, так и напольными. И у тех, и у других есть свои преимущества для тех, кто собирает свою акустику по частям. Напольные, как правило, более мощные и порадуют более качественным звуком, зато полочные более удобны при размещении в городской квартире. Их можно прикрепить хоть по углам, они не будут «путаться под ногами».

О чем говорят характеристики акустики?

О чем говорят характеристики акустики?

Вы можете потратить много времени на сравнение колонок в поисках «лучшей». Даже в линейке продуктов одного производителя есть тонкие и очевидные различия между акустическими системами. Некоторые из этих различий видны не вооруженным глазом, в то время как другие кроются в секретных списках спецификаций. С ценами на акустику от тысяч до миллионов рублей эти различия должны иметь решающее значение, не так ли? Да! Как вы можете догадаться, некоторые детали важнее других. Понимание того, как характеристики акустической системы влияют на ее звучание, имеет решающее значение для выбора правильных колонок. По мере того, как вы погружаетесь в детали и характеристики акустики, помните о том, что качество звука колонок напрямую и в значительной степени зависит от комнаты, в которой они расположены. Очень подробно этот вопрос мы рассмотрели в статье «Совместная жизнь АС и помещений». Поскольку сейчас большие тексты никто не читает, мы сосредоточимся только на наиболее распространенных характеристиках акустических систем, тем более мы давно опубликовали подробную статью «Акустическая система (Общие понятия и наиболее часто задаваемые вопросы)».

Тип акустических систем

Пассивная и активная:

Пассивные колонки (а это большинство колонок) требуют отдельных усилителей мощности и не могут напрямую работать от компьютера или смартфона, тогда как активные громкоговорители имеют встроенные усилители мощности и на них могут подаваться линейные сигналы генерируемые большинством аудио проигрывателей и компьютеров, например звук через выход на наушники в вашем смартфоне.

2-полосная и 3-полосная:

Двухполосные колонки делят входящий звуковой сигнал на две частотные зоны, которые подаются на два отдельных драйвера. Например, двухполосная акустика может иметь от 60 Гц до 3 кГц, идущие на широкополосный громкоговоритель, при этом частоты от 3 кГц до 18 кГц направляется на твитер.

Трехполосные колонки делят входящий аудиосигнал на три частотные зоны, которые подаются на три отдельных драйвера. Например, трехполосная акустика может подавать от 60 Гц до 300 Гц, на низкочастотный громкоговоритель, от 300 Гц до 3 кГц, подавать на среднечастотный драйвер, и от 3 кГц до 18 кГц, направлять на твитер.

Частотный отклик или поддерживаемая частота

Частотный отклик динамика, измеренный в герцах (Гц), показывает вам, насколько точно он преобразует частоты входного сигнала. Обычно встречаются такие характеристики, как от 60 Гц до 18 кГц. Это означает, что он может передавать частоты в этом диапазоне с определенной степенью точности. Фактически, частоты вне этого диапазона, такие как 30 Гц или 19 кГц, не будут воспроизводиться динамиком или не будут слышны. Однако характеристика диапазона частот описывает лишь часть правды. Важно знать степень точности, выраженную как вариация +/- децибел. Частотная характеристика от 20 Гц до 20 кГц при +/- 20 дБ означает, что между входными и выходными сигналами на определенных частотах может быть разница в 20 дБ. Характеристика от 20 Гц — 20 кГц при +/- 3 дБ означает, что между входными и выходными сигналами на определенных частотах должно быть не более 3 дБ. Последнее, очевидно, более точно.

Максимальный SPL (Sound Pressure Level)

Этот показатель указывает на самый высокий уровень звукового давления, который может выдать динамик перед тем, как начнет работать с определенным количеством искажений. Проще говоря это самый громкий звук, который вы можете услышать «чисто». Динамики с высоким максимальным SPL полезны для громкого воспроизведения звука, что характерно для концертных громкоговорителей (PA), студийных мониторов среднего и дальнего поля, а так же для большой домашней акустики Hi-End класса.

Класс усилителя (для активных динамиков)

Класс класса усилителя обозначает его топологию или принцип работы, который выходит за рамки данной статьи. Вместо этого давайте сравним их аудио характеристики. Наиболее распространенными классами являются A, B, A / B и D. Усилители класса A демонстрируют низкое искажение и шум, но не очень эффективны. Усилители класса B очень эффективны, но дают больше искажений и ухудшают качество сигнала. Усилители класса A / B более эффективны, чем Class-A (но менее эффективны, чем Class-B), и имеют низкое искажение и шум. Усилители класса D являются наиболее эффективными, но традиционно склонны к высокочастотным потерям и разнообразному качеству звука, хотя эти усилители постоянно совершенствуются.

Усилитель и мощность колонок

Измеряемый в ваттах, этот показатель характеризует максимальную электрическую энергию, которую может использовать усилитель или динамик перед перегрузкой. В бытовой аппаратуре обычно встречаются значения 50 Вт, 100 Вт и выше. Тем не менее, одна только мощность – незавершенная сентенция. Как правило, она измеряется либо в пиковых либо в RMS-значениях, но многие производители не сообщают вам, каким образом была измерена мощность. Существует огромная разница. Пиковые значения — это кратковременные (пиковые) показатели мощности, а значения RMS — непрерывные длительные показатели. Пиковое значение громкоговорителя будет значительно выше, чем его среднеквадратичное значение. На бумаге колонка мощностью 600 Вт кажется более впечатляющей, чем модель мощностью 400 Вт, но это не правда, если показатель первой колонки составляет 600 Вт пикового / 300 Вт RMS, а второй — 400 Вт RMS / 800 Вт пикового.

Частота кроссовера

Частота кроссовера указывает точку, в которой входной сигнал разделяется на отдельные зоны, которые питают разные усилители и / или драйверы. Это не обязательно диктует качество, но это говорит о том, как распределяются частоты на динамиках колонки.

Размер вуфера

Как правило, большие вуферы (низкочастотные динамики) могут создавать более низкие частоты. Таким образом, вы можете обнаружить, что частотный отклик некоторых 8-дюймовых громкоговорителей останавливается на частоте 65 Гц, а диапазон 10-дюймового динамика может простираться до 50 Гц. Хотя преимущества колонок с большими вуферами желательны, их более существенный форм-фактор не всегда физически совместим с небольшими пространствами.

Сопротивление (Impedance)

Импеданс — это уровень сопротивления потоку электрического сигнала и измеряется в Ом. Высокоимпедансные громкоговорители допускают более длинные кабельные трассы и подключение большего количества громкоговорителей на один канал усилителя, однако низкоомные динамики могут обеспечить более высокое качество звука. Сопротивление громкоговорителя должно соответствовать импедансу усилителя, чтобы не повредить компоненты.

Чувствительность

Чувствительность, обычно измеренная в децибелах, описывает уровень выходной мощности, полученной с заданного входного уровня. Если сигнал с одним и тем же уровнем передается на колонку с низкой чувствительностью и колонку с высокой чувствительностью, акустика с низким показателем чувствительности даст более низкий уровень звукового давления, чем высокочувствительный динамик. Таким образом, громкоговорители с низкой чувствительностью обычно дают более низкие максимальные значения SPL. В двух словах, при прочих равных, колонки с высокими показателями чувствительности будут играть громче, чем колонки с низкими показателями.

THD является аббревиатурой от Total Harmonic Distortion (иными словами Коэффициент Нелинейных Искажений), который указывает на уровень искажений входного сигнала. Сравнивая показатели воспроизведения чистого сигнала который подают на колонки с сигналом на выходе получают значения THD. Более низкие значения THD всегда лучше. Поскольку THD измеряется в процентах, 0,005% будет предпочтительнее чем 0,05%.

Угол покрытия

Измеряется в градусах, это указывает на область слышимости, которую покрывает динамик. Показатель 90° по горизонтали и 90° по вертикали достигнет большего количества людей в разных положениях, тогда как показатель 45° по горизонтали и 30° по вертикали позволит достичь более точной концентрации звука в желаемом направлении.

Заключение

Надеемся, что производители продолжат указывать подробные спецификации своей продукции и такие люди, как вы, продолжите на них ориентироваться. Помните, что факторы, которые наиболее существенно влияют на результирующее качество звука — это тип акустической системы, частотная характеристика и класс усилителя.

Как выбрать частоты среза для ВЧ, СЧ, НЧ/СЧ динамиков

Посчитал, что будет многим полезно и интересно. Информация взята с просторов сети интернет.

ВЧ динамик — он же твиттер, он же пищалка, самый маленький в вашем автомобиле. Как правило установлен в стойках дверей. Размер около 5см в диаметре.

СЧ динамик- среднечастотный динамик.

НЧ- низкочастотный динамик (бидбас)

Один из обязательных этапов настройки звучания в салоне автомобиля — подбор оптимального разделения частот между всеми излучающими головками: НЧ, НЧ/СЧ, СЧ (если есть) и ВЧ. Есть два способа решения этой проблемы.

Во-первых, перестройка, а зачастую и полная переделка штатного пассивного кроссовера, во-вторых — подключение динамиков к усилителю, работающему в режиме многополосного усиления, так называемые варианты включения Bi-amp (двухполосное усиление) или Tri-amp (трехполосное усиление).

Первый способ требует серьезных знаний электроакустики и электротехники, поэтому для самостоятельного применения доступен только специалистам и опытным радиоэлектронщикам-любителям, а вот второй хотя и требует большего числа каналов усиления, доступен и менее подготовленному автолюбителю.

Тем более что подавляющее большинство продаваемых усилителей мощности изначально снабжены встроенным активным кроссовером. У многих моделей он настолько развит, что с успехом и достаточно высоким качеством позволяет реализовать многополосное включение АС с большим числом динамиков. Однако отсутствие развитого кроссовера в усилителе или головном устройстве не останавливает поклонников этого метода озвучивания салона, поскольку на рынке представлено множество внешних кроссоверов, способных решать данные задачи.

Вначале следует сказать, что стопроцентно универсальных рекомендаций мы вам не дадим, поскольку их не существует. Вообще, акустика — это область техники, где эксперименту и творчеству отведена большая роль, и в этом смысле поклонникам аудиотехники повезло. Но для проведения эксперимента, чтобы не получилось, как у того сумасшедшего профессора — со взрывами и дымом, — необходимо соблюдать определенные правила. Первое правило — не навреди, а о других речь пойдет ниже.

Больше всего трудностей вызывает включение СЧ- и (или) ВЧ-компонентов. И дело здесь не только в том, что именно эти диапазоны несут максимальную информационную нагрузку, отвечая за формирование стереоэффекта, звуковой сцены, а также сильно подвержены интермодуляционным и гармоническим искажениям при неправильной установке частоты разделения, но и в том, что от этой частоты непосредственно зависит и надежность работы СЧ- и ВЧ-динамиков.

Включение ВЧ-головки.

Выбор нижней граничной частоты диапазона сигналов, подаваемых на ВЧ-головку, зависит от числа полос акустической системы. Когда применяется двухполосная АС, то в наиболее типичном случае, т.е. при расположении НЧ/СЧ-головки в дверях, для поднятия уровня звуковой сцены граничную частоту желательно выбрать как можно ниже. Современные высококачественные ВЧ-динамики с низкой резонансной частотой FS (800-1500 Гц) могут воспроизводить сигналы уже с частоты 2000 Гц. Однако большинство используемых ВЧ-головок имеют резонансную частоту 2000-3000 Гц, поэтому следует помнить, что чем ближе к резонансной частоте мы устанавливаем частоту разделения, тем большая нагрузка ложится на ВЧ-динамик.

В идеале, при крутизне характеристики затухания фильтра 12 дБ/окт, разнос между частотой разделения и резонансной частотой должен быть больше октавы. Например, если резонансная частота головки 2000 Гц, то с фильтром такого порядка частота разделения должна быть установлена равной 4000 Гц. Если очень хочется выбрать частоту разделения 3000 Гц, то крутизна характеристики затухания фильтра должна быть выше — 18 дБ/окт, а лучше — 24 дБ/окт.

Есть еще одна проблема, которую необходимо учитывать при установке частоты разделения для ВЧ-динамика. Дело в том, что после согласования компонентов по воспроизводимому диапазону частот вам необходимо еще согласовать их по уровню и фазе. Последнее, как всегда, является камнем преткновения — вроде бы все сделал правильно, а звук «не тот». Известно, что фильтр первого порядка даст сдвиг фазы на 90°, второго — 180° (противофаза) и т.д., поэтому во время настройки не поленитесь послушать динамики с разной полярностью включения.

К диапазону частот 1500-3000 Гц человеческое ухо очень чувствительно, и для того, чтобы передать его максимально хорошо и чисто, следует быть крайне осторожным. Сломать (разделить) звуковой диапазон на этом участке можно, но следует подумать, как потом правильно устранить последствия неприятного звучания. С этой точки зрения более удобная и безопасная для настройки — трехполосная акустическая система, а используемый в ней СЧ-динамик позволяет не только эффективно воспроизводить диапазон от 200 до 7000 Гц, но и более просто решить проблему построения звуковой сцены. В трехполосных АС ВЧ-динамик включают на более высоких частотах — 3500-6000 Гц, то есть заведомо выше критичной полосы частот, а это позволяет снизить (но не исключить) требования к фазовому согласованию.

Включение СЧ-головки.

Прежде чем обсудить выбор частоты разделения СЧ- и НЧ-диапазонов, обратимся к конструктивным особенностям СЧ-динамиков. В последнее время у инсталляторов очень популярны СЧ-динамики с купольной диафрагмой. По сравнению с конусными СЧ-динамиками они предоставляют более широкую диаграмму направленности и проще в установке, поскольку не требуют дополнительного акустического оформления. Основной их недостаток — высокая резонансная частота, лежащая в пределах 450-800 Гц.

Проблема в том, что чем выше нижняя граничная частота полосы сигналов, подаваемых на СЧ-динамик, тем меньше должно быть расстояние между СЧ- и НЧ-головками и тем более критично, где именно стоит и куда сориентирован НЧ-динамик. Практика показывает, что купольные СЧ-динамики без особых проблем с согласованием можно включать с частотой разделения 500-600 Гц. Как видите, для большинства продаваемых экземпляров это достаточно критичный диапазон, поэтому, если вы решились на такое разделение, порядок разделительного фильтра должен быть достаточно высоким — например, 4-й.

Следует добавить, что в последнее время стали появляться купольные динамики с резонансной частотой 300-350 Гц. Их можно использовать, начиная с частоты 400 Гц, но пока стоимость таких экземпляров достаточно высока.

Резонансная частота СЧ-динамиков с конусным диффузором лежит в пределах 100-300 Гц, что позволяет использовать их, начиная с частоты 200 Гц (на практике чаще используется 300-400 Гц) и с фильтром невысокого порядка, при этом НЧ/СЧ-динамик полностью освобождается от необходимости работать в СЧ-диапазоне. Воспроизведение без разделения между динамиками сигналов с частотами от 300-400 Гц до 5000-6000 Гц дает возможность добиться приятного, высококачественного звучания.

Включение НЧ/СЧ-динамика.

Постепенно мы добрались до НЧ-диапазона. Современные СЧ/НЧ-динамики позволяют эффективно работать в полосе частот от 40 до 5000 Гц. Верхняя граница его рабочего диапазона частот определяется тем, откуда начинает работать высокочастотник (в 2-полосной АС) или СЧ-динамик (в 3-полосной АС).

Многих волнует вопрос: стоит ли ограничивать его диапазон частот снизу? Что же, давайте разберемся. Резонансная частота современных НЧ/СЧ-динамиков типоразмера 16 см лежит в пределах 50-80 Гц и благодаря высокой подвижности звуковой катушки эти динамики не столь критичны к работе на частотах ниже резонансной. Тем не менее воспроизведение частот ниже резонансной требует от него определенных усилий, что приводит к снижению отдачи в диапазоне 90-200 Гц, а в двухполосных системах еще и качества передачи СЧ-диапазона. Поскольку основная энергия ударов бас-бочки приходится на диапазон частот от 100 до 150 Гц, то первое, что вы теряете, четко выраженный панч (punch — удар). Ограничивая снизу при помощи ФВЧ диапазон воспроизводимых НЧ-головкой сигналов на 60-80 Гц, вы не только позволите ей работать намного чище, но и получите более громкое звучание, другими словами — лучшую отдачу.

Сабвуфер.

Воспроизведение сигналов с частотами ниже 60-80 Гц лучше возложить на отдельный динамик — сабвуфер. Но помните, что звуковой диапазон ниже 60 Гц в автомобиле не локализуется, а значит, место установки сабвуфера не столь существенно. Если вы это условие выполнили, а звук сабвуфера все равно локализуется, то в первую очередь необходимо увеличить порядок ФНЧ. Не следует также пренебрегать и фильтром подавления инфранизких частот (Subsonic, или ФИНЧ). Не забывайте, что у сабвуфера тоже есть своя резонансная частота и, отсекая частоты, лежащие ниже нее, вы добиваетесь комфортного звучания и надежной работы сабвуфера. Как показывает практика, погоня за глубокими басами существенно удорожает стоимость сабвуфера. Поверьте, если собранная вами звуковая система с хорошим качеством воспроизводит звуковой диапазон от 50 до 16 000 Гц, этого вполне достаточно, чтобы комфортно слушать музыку в автомобиле.

Способы сопряжения головок.

Довольно часто возникает вопрос: следует ли иметь одинаковый порядок фильтров НЧ и ВЧ? Вовсе не обязательно, и даже совсем не обязательно. Например, если вы установили двухполосную фронтальную АС с большим разнесением динамиков, то чтобы компенсировать провалы ЧХ на частоте разделения, НЧ/СЧ-головку зачастую включают с фильтром меньшего порядка. Более того, даже не обязательно, чтобы частоты срезов ФВЧ и ФНЧ совпадали.

Скажем, для компенсации избыточной яркости в точке разделения НЧ/СЧ-головка может работать до 2000 Гц, а высокочастотник — начиная с 3000 Гц. Важно помнить, что при использовании фильтра первого порядка разность между частотами среза ФВЧ и ФНЧ должна быть не больше октавы и уменьшаться с увеличением порядка. Такой же прием используется при сопряжении сабвуфера и мидвуфера для ослабления стоячих волн (бубнения басов). Например, при настройке частоты среза ФНЧ сабвуфера на 50-60 Гц, а ФВЧ НЧ/СЧ-головки на 90-100 Гц, по заверениям знатоков, полностью устраняются неприятные призвуки, обусловленные естественным подъемом АЧХ в этой частотной области из-за акустических свойств салона.

Так что если и работает в car audio правило перехода количества в качество, то подтверждается оно только в отношении стоимости отдельных компонентов и человеко-лет, определяющих опыт и мастерство установщика, который заставит систему раскрыть свой звуковой потенциал.