Низькочастотні, середньочастотні та високочастотні динаміки – це всі типи динаміків. Найчастіше всі три типи динаміків монтуються в одному корпусі, але ви також можете знайти кожен в окремих корпусах. Давайте розглянемо докладніше, як вони працюють. Гучномовці - це тип електричного перетворювача, який перетворює електричний звуковий сигнал на звук. Найбільш широко використовуваний тип динаміків сьогодні - динамічний динамік - був вперше побудований в 1920-х роках. Він використовує магнітне поле, щоб дуже швидко переміщати гнучку діафрагму вперед і назад, створюючи звукові хвилі, які несуть ці приємні мелодії у наші вуха. Ця діафрагма зазвичай буває тканинної, пластикової чи паперової і найчастіше має конічну форму, хоча деякі виробники динаміків використовують інший дизайн. Ми класифікуємо динаміки діапазону відтворюваного ними звуку, виміряному в Гц. Деякі динаміки вважаються повнодіапазонними, оскільки вони намагаються видати всі частоти, що передаються. Проблема в тому, що розмір цих динаміків повнодіапазонних зазвичай обмежує їх якість. Маленькі повнодіапазонні динаміки просто не можуть насититися цими басами, а великі, як правило, не справляються з вищими частотами. Інші динаміки є більш спеціалізованими для різних діапазонів. Низькочастотні динаміки обробляють нижній діапазон, середньочастотні динаміки обробляють середній діапазон, а високочастотні динаміки обробляють найвищий діапазон.З'єднайте ці дискретні динаміки разом, і ви отримаєте набагато повніше і точніше відтворення звуку, ніж під час використання одного повнодіапазонного динаміка. НЧ-динаміки призначені для обробки нижнього діапазону частот (звукових хвиль) для акустичної системи, і є кілька різних типів, залежно від ваших потреб. Хоча всі вони збудовані дуже схоже, між кожним типом є деякі відмінності: У більшості побутових акустичних систем ви, швидше за все, знайдете стандартний низькочастотний динамік як частину основних динаміків і, можливо, додатковий, але окремий сабвуфер. p align="justify"> Середньочастотні динаміки призначені для обробки "середнього" діапазону спектру, що знаходиться в діапазоні від 500 Гц до 4 кГц. Це, ймовірно, найважливіший діапазон частот через більшість чутних звуків, таких як музичні інструменти та людський голос. , виробляються тут. Оскільки людське вухо найбільше чутливе до середньої частоти, драйвер може працювати з меншою потужністю, при цьому забезпечуючи хороший звук з точки зору якості та гучності.Оскільки середньочастотні динаміки не можуть відтворювати надзвичайно низький або високий спектр, вони часто звучать тьмяно або плоско і потребують підтримки вуфера або твітера, щоб отримати повний рівень звуку. Ви знайдете середньочастотні динаміки, що використовуються як частина динаміка, яка також включає низькочастотний і високочастотний динамік, а також вони використовуються в центральних динаміках, що часто використовуються в системах об'ємного звучання. У верхній частині звукового спектру ми маємо твітери, які отримали свою назву від високих твітів птахів. Твітери зазвичай охоплюють діапазон від 2 кГц до 20 кГц, хоча деякі спеціальні твітери можуть досягати 100 кГц. Традиційно твітери проектувалися майже так само, як і інші динаміки лише меншого розміру. Проблема в тому, що звук на цій частоті досить спрямований, а це означає, що максимуми вашої музики звучать найкраще, коли твітери спрямовані прямо на вас. Сучасні твітери починають адаптувати купольну версію, в якій використовується м'яка купольна діафрагма, виготовлена з поліефірної плівки, шовку або поліефірної тканини, просоченої полімерною смолою. Купольні твітери здатні поширювати звук у ширшому діапазоні.
Джерело зображення: Ксандер / Shutterstock
Минулого разу ми розібралися, принаймні, загалом, у конструкції динаміка. Основні її елементи — загальні всім типів динаміків, але головне, як завжди, у відмінностях. Про них і варто розповісти докладніше. Частотний діапазон, який сприймається людським слухом, як уже говорилося, знаходиться в межах приблизно від 20 Гц до 20 кГц.Логічніше було б мати такий динамік, який здатний відтворити його повністю. І такі динаміки є. Питання в тому, наскільки якісно вони здатні працювати в крайніх значеннях частот цього діапазону. Справа в тому, що для ефективного відтворення низьких частот класичний динамік повинен мати досить великі розміри. Досить просто реалізувати. Широкосмуговий динамік ScanSpeak 10F/4424G00 Але на високих частотах такий дифузор просто не зможе «встигати» передавати коливання всією своєю поверхнею. Саме тому найчастіше широкосмугові динаміки є результатом компромісу. Для якісного відтворення верхньої частини частотного діапазону в центр дифузора широкосмугника часто вклеюється додатковий високочастотний дифузор - "рупорок" (конус-візер, "дудка"), який здатний відтворювати "швидкі" коливання в той час, як основний великий дифузор працює набагато повільніше. Широкополосники, що застосовуються в аудіофільських системах, - предмет серйозних інженерних розробок, що межують з мистецтвом. Тут використовуються матеріали з максимально можливими параметрами, ноу-хау, що дозволяють все-таки отримати повнодіапазонний драйвер. Широкосмуговий динамік Lii Audio 2PCS Fast-10 Найбільш проблемним для широкосмугового динаміка є відтворення крайніх частот діапазону, що чутно. При цьому у зв'язку з простотою конструкції та відсутністю фільтрів (кросоверів) акустична система з широкосмуговим контролем здатна демонструвати високу чутливість — від 90–92 дБ і вище. . У зв'язку з цим голосові котушки таких широкосмугів володіють підвищеним опором. Крім того, саме широкосмуговий динамік максимально наближений за своїми параметрами до точкового джерела звуку - ідеального акустичного об'єкта з точки зору його локалізації. Напрямок на джерело в такому випадку визначається слухачем максимально точно. звуку в стереоканалі — лише один і він має мінімальну площу. З іншого боку, найпростіша колонка з широкосмуговим апаратом — найдешевше рішення, але говорити про повнодіапазонне відтворення в цьому випадку не доводиться. Зрозуміло, що, якщо важко відтворити весь діапазон одним випромінювачем, є сенс розділити цей діапазон на кілька частот, у кожній з яких буде працювати окремий динамік. Цей динамік повинен мати дифузор (мембрану) невеликої площі, але досить жорсткий і максимально легкий, адже смуга випромінювання твітера, як правило, не нижче 1,5 кГц.У ньому центральне тіло дифузора або елемент, який у повнорозмірному динаміці називається пилезахисним ковпачком, займає практично всю площу випромінюючої поверхні. Твітер колонки Apple HomePod Мембрану купольного твітера найчастіше роблять із тканини з просоченням, що підвищує її жорсткість. Застосовують і жорсткіші матеріали, найкращим з яких по праву вважається берилій. Важливий параметр твітера - частота його власного резонансу. Розробники прагнуть до того, щоб вона знаходилася нижче за смугу його відтворення. У цьому випадку пищалка звучить максимально точно. Справа в тому, що на частотах, близьких до резонансу, комплекс підсилювач-динамік починає працювати некоректно, «розходиться», і система стає погано керованою. Результат — спотворення, причому в тій частотній ділянці, в якій наш слух до них особливо чутливий. Вихід виявився простим: кросовер — пристрій, що обмежує частотний діапазон роботи твітера, «обрізає» частоти його власного резонансу, розташовані нижче за робочий діапазон твітера, який починається, як правило, від 2–3 кГц. Твітер із алмазною мембраною Seas Excel E0100-04 Друга вимога до твітера – підвищена верхня гранична частота відтворення. В оптимальному випадку вона повинна перевищувати верхній частотний поріг діапазону, що чує, тобто. бути вище 20 кГц. Здавалося б, навіщо вище, якщо на цих частотах ми вже нічого не чуємо? Розширена вгору межа частотного діапазону дозволяє твітер відтворювати так звані верхні гармоніки, формуючи максимально точне звучання високих частот.До якої межі повинен мати можливість працювати твітер — а найчастіше висловлюються думки про величини 40, а то й 60 кГц — питання, що є предметом дискусій. Названі дві вимоги до конструкції твітера є взаємовиключними. Для зниження резонансу потрібно робити мембрану більшого розміру і ваги, а підвищення верхньої межі АЧХ — навпаки. Вихід - максимальне співвідношення жорсткості та маси мембрани твітера, за яке і йде технологічна боротьба. Динамік, який грає середні частоти (його ще іноді називають мідренч або, правильніше, мідрейндж - цей термін, від англійського midrange speaker, прийшов з автозвуку), зазвичай найближчий за конструкцією до класичного динаміка. Важливо, що цей динамік відтворює саме той діапазон частот, в якому розташовується людський голос і на якому наш слух особливо чутливий до спотворень. Приклад поведінки динаміка, виміри отримані лазерним інтерферометром Ахіллесовою п'ятою середньочастотника є ефект появи специфічних деформацій дифузора - так званої згинальної хвилі, коли периферична область дифузора не встигає за рухами центральної зони, де кріпиться голосова котушка. Тобто різні зони дифузора (до речі, розташовані, як правило, плямами, а не концентрично, як випливало б з логіки процесу) коливаються не синфазно – одні ділянки відстають від інших. Звучання стає «пухким», неточним. Отже, дифузор має бути максимально жорстким. Якщо вирішувати проблему в лоб — отримаємо справді жорсткий дифузор, який важитиме так багато, що не зможе звучати.Тому, як і в твіттері, і в широкосмуговому, в конструкції дифузора закладено найскладніший компроміс між жорсткістю і легкістю. Середньочастотний драйвер Morel SCM 634 з карбоновим дифузором Для колонок високого класу конструкція дифузорів – найважливіший момент. В екзотичних варіантах середньочастотники (як і твітери, але набагато рідше) отримують дифузор з берилію. Але набагато частіше в середньочастотника можна бачити дифузори з композитних матеріалів на базі вуглеволокна, скловолокна, кевлару, деревного волокна або класичної целюлози. Низькочастотний динамік часто називають вуфером. Для практично будь-якого класу акустичних систем вуфер, природно, є найбільшим за площею випромінювачем. Для низькочастотника доцільним є повністю поршневий режим роботи, коли дифузор рухається зворотно-поступально, як єдине ціле. Тут проблема вирішується ще радикальніше, ніж у випадку із середньочастотним драйвером. Дифузор роблять максимально жорстким, навіть за рахунок його обтяження. Справа в тому, що на низьких частотах наш слух найменш чутливий до спотворень. І якщо для дифузора вуфера насамперед важлива амплітуда коливань, заради жорсткості йдуть збільшення ваги. 24-дюймовий басовий динамік у сабвуфері Pro Audio Technology Маса рухомої системи багатьох великих сабвуферних динаміків може досягати 200 г і більше. Дифузори в деяких випадках отримують просторову конструкцію на кшталт літакового крила з багатошарового композиту із заповненням внутрішніх порожнин легкими пористими або стільниковими структурами. Для аудіофільських систем масу дифузора низькочастотного драйвера, як і раніше, намагаються мінімізувати, оскільки натренований слух не любить низькочастотних спотворень, так само як і всіх інших. Причому амплітуда коливань у вуферів — найбільша серед перелічених динаміків. Для цього вони оснащуються так званою довгоходовою (подовженою) голосовою котушкою. Зовнішній підвіс робиться з гуми. Все це дозволяє дифузору мати дуже велику екскурсію – так називають усунення дифузора від центральної точки. 18-дюймовий басовий вуфер JBL Особливо яскраво «порода» низькочастотного динаміка проявляється у драйверах, які встановлюються у сабвуфери. Це важкий, потужний пристрій діаметром від 8 до 15 дюймів (найчастіше застосовуваний у АС діапазон розмірів). Вони мають дуже потужні магнітні системи і у зв'язку з цим чимала загальна вага. При цьому в низькочастотних драйверах, що працюють від потужних напівпровідникових підсилювачів, часто встановлюються котушки мінімального опору - 2, або 1 Ом. У двох-трисмугової колонці твітер, середньочастотник і низькочастотний динамік встановлюються окремо, тобто вони рознесені в просторі. Це серйозний недолік. Наш слух, який легко визначає напрямок на джерело звуку, буває обдурений тим, що середні частоти та високі частоти надходять практично з різних точок. Напрямок на низькочастотний випромінювач визначити важче, але його віддаленість також вносить свій внесок. В результаті така геометрія колонки погіршує сприйняття стереообразу. Будова коаксіального драйвера KEF UniQ Широкосмуговий динамік, про який написано вище, просто в силу фізики процесу має обмеження як за максимальною потужністю, так і за частотним діапазоном. немає сенсу компенсувати електронікою чи акустичним оформленням. Виходом з цієї ситуації став коаксіальний драйвер. На перший погляд такий суміщений динамік виглядає досить просто. та виготовлення подібної системи. Коаксіальний динамік TAD CST І це відбивається на її вартості. Є варіанти, які дозволяють спростити конструкцію: наприклад, розміщення твітера перед низькочастотним дифузором на спеціальному кріпленні. коаксіальні драйвери, які були присутні у складі їх топових систем. Відтворення звуку в умовах, відмінних від кімнатних, вимагає застосування динаміків, що враховують цю специфіку в своїй конструкції. інших негативних факторів. Для цього в конструкцію вноситься серйозні зміни: вибираються матеріали, захищаються уразливі елементи. Для навушників перш за все довелося розробити мініатюрні динаміки: калібром від 6 до 12 мм для внутрішньоканальних і до 50-60 мм максимум для накладних моделей. У переважній більшості випадків це широкосмугові драйвери. Мінімальний розмір полегшує їм завдання відтворення повного діапазону. З іншого боку, виробництво ускладнюється мінімальними розмірами. Найчастіше дифузор такого динаміка зроблений із синтетичного матеріалу, хоча целюлоза та інші натуральні волокнисті матеріали також можуть бути присутніми. Зважаючи на вимоги компактності та низької ваги саме в навушниках найчастіше використовуються неодимові магніти, завдяки яким динаміки можуть демонструвати високу чутливість - до 120 дБ і вище. Динамік навушників Apple EarPods Специфіка застосування вимагає, щоб динаміки навушників мали підвищений опір. І якщо звукові котушки динаміків акустичних систем мають опір від 2 до 16 Ом (найчастіше від 4 до 8), то динаміки навушників мають опір не нижче 16 Ом, а максимальне значення може досягати 600-800 Ом для професійних моделей. В окремих моделях навушників, навіть внутрішньоканальних, можуть використовуватися роздільні динаміки для різних смуг частот, але це рідкісний випадок. Найчастіше зустрічається спільне застосування випромінювачів різних типів - динамічних та арматурних. Інші матеріали циклу «Акустичні системи»: У попередньому матеріалі ми розібрали основні складові будь-якого динаміка. У цьому матеріалі варто детальніше зупинитися на специфіці конструкції кожного різновиду цих пристроїв. Типи динаміка виходячи зі своєї специфікації, можна умовно розділити на низькочастотні (басовики), середньочастотні та високочастотні (твітери). Для створення якісного звукового фронту всі ці варіанти мають бути збалансовані. Перекіс з акцентом тих чи інших частот, зазвичай, не вітається і реалізується лише свідомо – якщо такі індивідуальні переваги власника чи вимоги музичного жанру. Також існує варіант, коли весь спектр частот відтворюється одним драйвером – широкосмуговим. Останній варіант має на увазі відсутність поділу аудіосигналу на лінії. Такий варіант відтворення сьогодні зустрічається дедалі рідше, закономірно витісняючись акустичними системами з пристроями, що відтворюють розділений сигнал. З нього як того, що з'явилося першим у ході розвитку технологій, і почнемо. Широкосмугові динаміки відтворюють весь спектр частот, доступний людському вуху - від 20 Гц до 20 кГц. Але проблема, яка змусила інженерів працювати над створенням СЧ, НЧ та ВЧ спікерів, полягає в ефективності роботи широкосмугових ліній на межах відтворюваного діапазону частот. Чому? Для відтворення звуку дуже важливим є синхронне коливання всією площиною дифузора. Для низів (близько 40 Гц) його розміри досить великі – щонайменше близько 300 мм. Але при зростанні частоти вібрації до верхніх меж спектру такий великий діаметр дифузора не встигатиме передавати ці коливання всією своєю поверхнею. Звідси – необхідність «вигадати щось ще». Так, зокрема, для покращення звучання «верхів» дифузор забезпечується додатковим пристроєм. Воно називається "конус-візер" ("рупорок", "дудка") і вклеюється в центр динаміка.У той час, як основна площина дифузора відтворює «низи» при повільних коливаннях, компактний конус-візер відтворює верхні частоти. Перелічені слабкі місця широкосмугових драйверів - предмет активного застосування сучасної інженерної думки на межі з мистецтвом. Найчастіше вони вирішуються шляхом пошуку та застосування різних матеріалів або їх поєднань, що наближають повноцінне звучання всього діапазону аудіосигналу, що здатне розрізнити людське вухо. Як правило, через відсутність кросоверів, акустика з широкосмуговим драйвером забезпечує відтворення звуку в діапазоні 60 Гц - 16 кГц і чутливістю до 92-95 дБ. Виходячи з цих характеристик вона ідеально доповнює лампові підсилювачі, які здебільшого мають невелику потужність. Для цього котушки широкосмугових драйверів виконуються із високими значеннями показників опору. Для решти спікерів акустичних систем вони варіюються в межах 2-8 Ом. Твітер (високочастотний динамік, пищалка) та наступні спікери – результат того, що широкосмугник не здатний відтворити весь діапазон частот, що чують вухом, ефективно. Отже, залишається їх розділяти і покладати функції відтворення різних спектрів частот кілька роздільних драйверів. Їжачка характеризується невеликою площею дифузора. При цьому мембрана відрізняється малою вагою та високою жорсткістю – їй належить здійснювати коливання з високою частотою. Якщо говорити про конструктивні виконання подібних елементів, то найчастіше акустичні системи оснащуються ВЧ-динаміками купольного типу. При цьому варіанті центральне тіло «піщалки» займає майже всю площу випромінюючої мембрани.Остання виготовляється найчастіше із тканини, просоченої підвищення жорсткості спеціальними складами. Хоча для пристрою динаміків високих частот багато виробників використовують і жорсткіші матеріали - наприклад, берилій. Дуже важливим для пищалки є частота власного резонансу, що має бути нижчою за смугу відтворюваних частот. В іншому випадку, на близьких до нього частоту система «підсилювач-динамік» забезпечує відчутні спотворення сигналу в частині звукового спектру, що чує вухом людини. Для цих цілей використовується кросовер, що обмежує робочий діапазон високочастотників частот і обрізає частоти його резонансу. Наступний тип динаміків для акустичної системи - мідренч (середньочастотний спікер). Його функціональне завдання – чітке відтворення діапазону частот, що відповідають найбільш чуттєвій нашим вухом частині спектру. Тут складності, що виникла свого часу перед інженерами, полягала у виникненні згинальної хвилі - деформацій дифузора, природою якого є різна швидкість коливань периферійної та центральної частин. Внаслідок цього негативно позначається на відтворенні голосів та інших звуків у певному діапазоні частот. Звідси розробникам необхідно вирішити дві суперечливі вимоги - дифузор середньочастотника повинен бути одночасно легким і жорстким, щоб унеможливити саму можливість згинальної хвилі. Це вирішується пошуком відповідних рішень у площині «конструкція/матеріал». Як останній найчастіше використовуються скловолокно, вуглеволокно, кевлар, целюлоза з просоченням різними наповнювачами. Рідше використовують берилієві версії мідренча. Низькочастотний динамік для акустичної системи, званий також вуфер або басовиком, є найбільшим випромінювачем в будь-якій системі. Для повноцінної колонки діаметр НЧ спікера зазвичай варіюється в межах 300 мм. Виходячи з вищеописаних явищ стає очевидним, що така велика площа випромінювання при своїй роботі повинна рухатися цільною конструкцією. Звідси головна вимога до конструкції вуфера – максимально можлива жорсткість, якою приноситься у жертву фактор мінімальної ваги випромінювача. Таким чином, частина басового динаміка, що рухається, може важити до 200 г і навіть більше. Найчастіше вони мають складну просторову конструкцію з багатошарового композиту та заповненням комірчастою структурою. Для ряду дорогих акустичних систем вага вуфера намагаються мінімізувати, але при цьому забезпечити йому найбільшу амплітуду коливань. У такому разі реалізуються зовнішній гумовий підвіс та подовжена голосова котушка. У результаті усунення дифузора басовика від центральної точки стає максимальним. У дво- або трисмугової акустичній системі з рознесеними твітером, мідренчем і басовиком при невеликому просторі приміщення виникає негативний ефект. Мозок вловлює, що джерела звуку різної частоти перебувають у різних точках, і це порушує загальний ефект звучання. У зв'язку з цим може використовуватися коаксіальний тип динаміка, який є деяким варіантом поєднання інших спікерів в рамках однієї конструкції. У двосмуговому варіанті «піщалка» розміщується у центрі вуфера. Але це досить важко виконати на практиці через технологічні особливості.Тим не менш, акустика з такими випромінювачами створює найбільш сильний стереоефект і займає при цьому мінімальний простір. Тому ряд брендів оснащує колонки, що випускаються, динаміками коаксіального типу. Існує широкий спектр спеціалізованої акустики – всепогодна для експлуатації в умовах довкілля, ландшафтна, акустика для приміщень з підвищеною вологістю або високим ступенем запиленості тощо. Волога, пил, інтенсивна інсоляція та інші чинники впливу потребують особливих рішень. Як правило, до цієї категорії колонок висуваються зовсім інші вимоги. Багато вимог, що висуваються до АС домашніх кінотеатрів та стереосистем, для спеціалізованої акустики є непріоритетними. Виходячи з цього, акцент у створенні динаміків для таких колонок робиться перш за все на їхню довговічність і надійність. А вони досягаються насамперед значними конструктивними змінами та підбором відповідних матеріалів для їх виготовлення. Також особлива увага розробників приділяється пошуку та захисту найбільш уразливих елементів. Очевидно, що при розробці випромінювачів для навушників на чільному місці стоїть принцип мінімізації їх розмірів. Для внутрішньоканальних їх діаметр варіюється в межах 6-12 мм, для накладних – 40-60 мм. Зрозуміло, у переважній більшості вони широкосмугові. З одного боку, при такому варіанті успішно вирішується одночасного руху всієї мембрани. З іншого боку, малі розміри випромінювачів ускладнюють виробництво з матеріалів, що використовуються для виготовлення драйверів колонок.Найчастіше для цієї мети використовуються гамма синтетичних матеріалів, рідше – целюлоза. Невеликі габарити магнітної системи дозволяють використовувати неодимові магніти. Це значно підвищує максимальний показник чутливості (до 120 дБ), але при цьому вартість таких навушників відчутно зростає. Крім того, динаміки навушників повинні мати набагато більший опір, ніж випромінювачі активної чи пасивної акустики. Якщо останні мають значення опору не більше 2-16 Ом, то спікери навушників – від 16 і від. У професійних навушників ці значення можуть сягати 800 Ом. Тепер, маючи певне уявлення про типи динаміків різних пристроїв, Вам буде простіше вибирати відповідну акустичну продукцію нашого каталогу. Ми будемо раді допомогти Вам у задоволенні будь-яких аудіофільських бажань!Що таке низькочастотні, середньочастотні та високочастотні динаміки?
Вуфери
Середньочастотні динаміки
Твітери
Акустичні системи: типи динаміків (частина 3)
Широкополосник
Твіттер
Середньочастотний динамік
НЧ-драйвер
Коаксіальні драйвери
Спеціалізовані динаміки
Динаміки навушників
Типи динаміків для акустичної системи
Широкосмугові динаміки акустики
Твіттер
Пристрій динаміка середніх частот
Низькочастотний динамік для акустичної системи
Коаксіальні драйвери
Динамік для спеціальної акустичної системи
Динаміки навушників