08.06.2009. Излучатели звука - конструкция акустических систем

Вряд ли кого-то волнует детский вопрос "как это из этого ящика с круглой штучкой выходит звук?". Информацию об этом можно найти в сети и учебниках по физике и звукотехнике. Для нас важно знать лишь общие принципы работы и составляющие конструкции.

Колонка состоит из корпуса, излучателей, фильтров (если излучателей несколько) и фурнитуры - ручек, ножек и разъёмов .

Корпус акустической системы изготавливается из дерева (фанеры, картона, ДСП, МДФ и тд), пластика, металла или любого другого, по возможности, плотного материала, способного удерживать вибрацию звуковых волн (то есть не колебаться вместе с ними). Формы акустических систем многообразны - от привычных прямоугольных и трапециидальных (кабинетного типа) корпусов до сферических, или даже бескорпусных конструкций (открытого типа, например, в системах оповещения, или в автомобиле).

Излучатель , он же излучающая головка, бывает нескольких типов: динамический, изодинамический, пьезодинамический, электростатический, и тд. В основу каждого из них лёг свой принцип преобразования электрического сигнала в колебания воздуха, что собственно, и отразилось в их названиях. Динамический излучатель (динамик) – самый распространённый, в котором катушка из медной проволоки, размещённая в круглом магнитном зазоре (между двумя полюсами одного магнита) колеблется со звуковой частотой, так как подвешена она мягко, буквально, на тряпочках, а сигнал, подающийся на неё достаточно велик, и деваться ей некуда, ибо в магнитном поле, при таких условиях, только и остаётся, что колебаться. Фишка в том, что к этой катушке приклеен заметный кусок картона (бумаги, пластика, киллара и тд), который колеблется вместе с катушкой, излучая так нужный нам громкий звук. Это если на пальцах.

В изодинамическом излучателе катушка нанесена тонким слоем фольги на гибкий пластик, и, если посмотреть в профиль, Вы ничего не увидите, кроме тонкой полоски целлофана, а если в фас, то увидите нарисованную на целлофане улитку. Но, поскольку эту катушку на целлофане натягивают, опять же, между двумя плоскими магнитами, она тоже издаёт звуки при подключении к электрическому сигналу, так как оказывается в зоне сильной магнитной индукции. В плоских магнитах понаделаны дырки, почему у нас и есть возможность слышать те звуки, которые издаёт эта плёнка. КПД изодинамических головок ниже чем у динамических, поэтому они не прижились на больших мощностях. Зато неплохо звучат наушники с изодинамическими излучателями, и есть пара моделей изодинамических ВЧ-динамиков, обладающих гораздо более естественным звучанием по сравнению с динамическими.

Пьезодинамическиеголовки в силу своей конструкции и характеристик бывают только ВЧ. Они очень дёшевы в изготовлении, но обладают низкой надёжностью и посредственными параметрами. В своё вемя фирма Motorola выпустила огромную партию подобных "пищалок", после чего многие производители, купившиеся на дешевизну, долго расплачивались за свою жадность, так как сгорали они очень быстро.

Зато пьезодинамические излучатели есть почти у каждого из нас на столе или в кармане, так как все эти "пи-пи" и "трели" бытовых телефонов и мобильников старого образца издают именно пьезоголовки.

Электростатические акустические системыограничились зоной домашних аудиофилов не получив распространения в профессиональной технике. Это связано с их громоздкостью, стоимостью и низким КПД. Хотя звучание на небольших громкостях у них заслуживает восхищения.

Поскольку один широкополосный излучатель в колонке – это всегда компромисс между простотой и качеством, в большинстве своём акустические системы состоят из нескольких излучателей, ориентированных на разные частоты. Это низкочастотные головки, (НЧ-динаимки), среднечастотные головки (СЧ-динамики) и высокочастотные головки (ВЧ-динамики). Для того чтобы направить нужные частоты в нужные излучатели, необходимы электрические фильтры. В 80-х годах прошлого столетия многие фирмы-производители, гоняясь за линейной АЧХ колонок, конкурировали между собой в сложности фильтров и алгоримах их расчёта, пока не пришли к одному единому выводу. Совершенствовать нужно не сколько фильтры, сколько сами излучатели, так как слишком сложный фильтр, хоть и помогает достичь фактической линейности колонки, но вносит столько дополнительных искажений в звуковой тракт, что слушать такую акустическую систему уже неприятно. Поэтому в современных грамотно спроектированных колонках электрические фильтры состоят из... одной, максимум, трёх деталей – фильтр, ограничивающий ВЧ-динамик от низких частот, если речь идёт о двухполосной системе. В "трёхполоске" фильтр, конечно, содержит на три-пять деталей больше, но даже в такой конструкции применять, например, индуктивности, как было принято ранее, стараются всё меньше и меньше.