Наверх
14 комментариев 12/11/2015

Hi-Fi теория. О коаксиальных динамиках сказ

Hi-Fi теория. О коаксиальных динамиках сказ

Можно ли сделать многополосную акустику максимально компактной? Как разместить динамики, отвечающие за воспроизведение разных частот, на одной акустической оси? Эти вопросы будоражили умы аудиоинженеров с момента появления Hi-Fi. Сегодня мы поговорим об одном из путей их решения. О коаксиальных динамиках.

Научный подход к аудио утверждает, что для достижения максимальной акустической достоверности колонка (или же по-научному “звуковой излучатель”) должна стремиться к габаритам одной-единственной точки в пространстве. Таким образом, идеальная колонка – точечный излучатель. Такой себе сферический Hi-Fi-конь в вакууме. Именно точечный излучатель, согласно теории, способен обеспечить максимально точную всенаправленную передачу звука. Без искажений, возникающих в местах взаимного наложения/пересечения звуковых волн от динамиков, отвечающих за разные частотные полосы.

Казалось бы, такой точечный излучатель всем хорош. Он по определению компактнее любой другой аудиоконструкции. И при этом обеспечивает недосягаемую для них достоверность звучания. Но так замечательно все может быть только в теории. Здесь заканчивается утопический мир формул на досках высоколобых теоретиков и начинается суровая реальность инженеров-практиков.

Первая проблема подстерегает нас в плоскости технической реализации. А именно в соответствии текущего технологического уровня потребностям создания близкого к идеалу одного-единственного динамика, способного с одинаковой точностью единовременно воспроизводить все акустические частоты. То есть идеального широкополосного излучателя. Назовем его ИШП. Дело в том, что начиная с определенных габаритов такого динамика колебания его мембраны при воспроизведении становится очень сложно контролировать. Разные участки вынуждены колебаться с различной частотой, соответствующей ВЧ-, СЧ- и НЧ-спектрам одновременно. Сохранить достоверность звучания и не получить при этом кучу нелинейных искажений – сверхсложная инженерная задача, требующая как дополнительных средств контроля колебаний, так и наличия сверхлегкой мембраны самого динамика. В целом, даже текущий уровень технологий, включая динамики из композитных материалов, легких сплавов, керамических напылений и прочие ухищрения, не способен в полной мере решить такую задачу для динамика диаметром более 2-3 дюймов. А значит, излучатели, максимально приближенные на данный момент к ИШП, – удел наушников. Для акустических систем, чья мощность составляет хотя бы 1 Ватт, нужны принципиально иные решения.

f837f205_hear_on_driverunit_20150625-Large

Как и более полувека назад, таким решением остаются коаксиальные динамики. Идея проста и гениальна одновременно. Разместить в единой корзине два или три отдельных  динамика, каждый из которых отвечает либо за две, либо за одну частотную полосу. Расположенные на одной акустической оси, эти динамики тем не менее являются автономными, то есть обладают собственными катушками, магнитами и, разумеется, мембранами. Такой подход позволяет решить главную инженерную задачу – обеспечить должный уровень контроля над мембраной динамика. Здесь эти мембраны просто-напросто разделены.

2koak

Но, увы, и тут не обошлось без проблем. Сама фундаментальная конструктивная идея таких излучателей диктует довольно высокую сложность конструкции, а также предполагает дополнительные инженерные усилия по взаимному демпфированию динамиков, отвечающих за разные полосы. Ведь находясь максимально близко друг к другу, динамики неизбежно взаимно передают паразитные колебания как мембран, так и самой корзины. И далеко не всегда, особенно на высокой громкости, возможно обеспечить желаемый контроль над мембранами и, соответственно, высокую достоверность.

Решение этих проблем существует. И оно на несколько порядков дешевле разработки того самого крупногабаритного ИШП. Но всё же оно увеличивает стоимость изготовления и, разумеется, конечную стоимость коаксиальных динамиков, отвечающих стандартам Hi-Fi. В результате итоговая стоимость одного высококачественного “коаксиала” как минимум не уступает стоимости трех отдельных излучателей, из которых можно собрать пусть не точечную, но вполне достойную компонентную акустическую систему.

Следующая проблема является производной предыдущей – создание действительно мощных коаксиальных динамиков, способных при этом воспроизводить частоты ниже 30 Гц, является задачей не менее сложной, чем разработка того самого ИШП! Вибрации и звуковое давление на мембраны СЧ- и ВЧ-динамиков, возникающее при этом, практически невозможно компенсировать без кардинального усложнения и без того непростой и дорогой конструкции.

Казалось бы, всё, это тупик. Расходимся и забываем о коаксиальных динамиках как о тупиковой ветви развития аудио. Но нет! Их достоинства, а прежде всего компактность по сравнению с компонентными многополосными АС, оценили автопроизводители. И на сегодняшний день 99% динамиков, устанавливаемых в аудиосистемы автомобилей, коаксиальные. От них не требуется соответствие Hi-Fi-стандартам, что делает такие решения сравнительно дешевыми. Не требуется и воспроизведение НЧ в диапазоне менее 50-60 Гц. За это отвечает уже отдельный сабвуфер, который может установить на свое авто каждый любитель “басовитых” жанров. А значит, коаксиальные динамики здесь на своем месте.

T2JnVhXdROXXXXXXXX_!!260192610

Не остались они и за бортом Hi-Fi. Небезызвестная компания Tannoy остается верна традициям и продолжает радовать меломанов акустикой, основными излучателями в которой неизменно являются коаксиальные динамики их собственной разработки. Отдельного упоминания заслуживают серии её топовых АС. Это воистину произведения аудиоинженерного искусства. Но, увы, практически единственные в своем роде. Сверхвысокая стоимость этих решений не дает им стать по-настоящему популярными.

shelf-speaker-wood-79068-1939349

Вот и все на сегодня. А в последующих статьях цикла “Hi-Fi теория” мы ознакомимся и с некоторыми другими попытками создать ИШП. До скорого!

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

14 комментариев

сначала новые
по рейтингу сначала новые по хронологии
1

Походу астрологи предсказали неделю Москальца =)))

Автор2
Андрей Москалец

возможны ливни из публикаций в Auddiolab

3

Keddragon все же будет или нет

Автор4
Андрей Москалец

Будет.

5

давай жги =) , я за чтением твоих статей, провел на кеддре времени бошльше, чем за месяц

6
Виктор Урушкин

В этом плане, наиболее удачный, на мой взгляд, электростатические излучатели;)

Автор7
Андрей Москалец

Этот класс излучателей не плох, да. Но не более того. Дороговизна в производстве, требования к линейным размерам даже для того, чтобы воспроизводить средние частоты. О басе там даже и говорить не приходится. Им нужен дополнительных классический нч динамик в составе АС. Именно такими решениями развлекается martin-logan. На мой взгляд по-настоящему технологичных и экономически целесообразным решений, способных конкурировать с классическими динамиками сейчас просто нет. Успех электростатических технологий и их собратьев - разве что в создании действительно хороших твиттеров.

8
Виктор Урушкин

Вполне реально создать электростатический излучатель, который будет отыгрывать в т.ч. и низкочистотный диапазон. Но цена буде как у твоих таноев.

Автор9
Андрей Москалец
по-настоящему технологичных и экономически целесообразным решений, способных конкурировать с классическими динамиками сейчас просто нет

- эм... Кэп?

10
Владимир Михайлович

Андрей, совсем оффтопный вопрос, лс тут нет)
Ясно что без опыта использования сказать тяжело, но, навскидку, интересная ли технология или чистый маркетниг у этих затычек?
http://gagadget.com/18174-xiaomi-vyipustila-gibridnyie-vnutrikanalnyie-naushniki-za-16/

Автор11
Андрей Москалец

Вопрос "гибридных" наушников в комментариях поднимается уже не в первый раз. Сама по себе технология интересна. Но её качественная практическая реализация на данный момент не может быть дешевой. Фактически, рассматривать гибридные наушники до $350 сейчас просто бессмысленно. Xiaomi, конечно, молодцы. Но этот их продукт - абсолютно чистый маркетинг. Хорошая "арматура" сама по себе начинается с планки $50 и выше. Просто потому, что качественные излучатели стоят денег.

12
Андрей Коваленко

Андрей, а Вы будете на митапе?)

Автор13
Андрей Москалец

Вполне вероятно

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.

Modal box

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: