Ultimate Studio Home Theatre

Total Professional Concept

 

Динамические головки

Динамические головки являются отправной точкой при проектировании любых систем мониторинга. Они задают абсолютное качество всего звукового тракта и являются самым критичным звеном. Объясняется это довольно просто: громкоговоритель имеет искажения в десятки раз большие, чем усилители и в сотни, чем источники сигнала. Типичный качественный источник сигнала обладает искажениями порядка 0,0005%, усилитель - 0,01%, а искажения даже самых лучших громкоговорителей не опускаются ниже 0,2%-0,4%!

Сначала нужно определиться с количеством полос в проектируемой акустической системе. Именно на основании их количества и точек раздела между ними подбираются уже конкретные динамики. Максимальным качеством звучания будет обладать четырёхполосная АС со следующими частотами раздела: НЧ - не более 200 Гц (обычно 80-150 Гц); мидбас 200-600 Гц, СЧ 0,6-8 кГц (нижняя граница может варьироваться в районе 500-1000 Гц, верхняя 6-12 кГц); ВЧ - выше 8 кГц. Похожий подход к частотам раздела применяют в своей продукции фирмы ADAM и Westlake. Здесь низкочастотный диапазон полностью выведен на отдельный громкоговоритель - сабвуфер. Частоты от 200 до 600-1000 Гц являются переходной зоной НЧ-СЧ диапазона и должны обязательно воспроизводиться отдельным громкоговорителем диаметром не более двенадцати дюймов. Диапазон 0,6-8 кГц является самым критичным для человеческого слуха, поэтому он обязан воспроизводиться отдельным динамиком, который, при таком подходе к частотам раздела, вполне может быть отнюдь не стандартным конусным, а купольным, компрессионным или даже ленточным. Для частот выше 8 кГц нужен отдельный громкоговоритель, который должен быть желательно ленточным или излучателем Хейла. Для высоких частот это очень принципиально, т.к. стандартные купольные головки просто не в состоянии даже приблизиться по качеству звучания к излучателям этого типа. Хотя применение отдельного высокочастотного динамика необязательно, если среднечастотная головка может воспроизводить частоты до 20 кГц без заметных искажений. Тогда АС вполне может быть и трёхполосной.

Стоит отдельно упомянуть и про особенности звучания НЧ головок на частотах нижнего баса (20-40 Гц). Любая низкочастотная головка, даже с резонансной частотой ниже 20 Гц, не обеспечит вам линейной АЧХ до этой границы, т.к. имеет неизбежный спад звукового давления, начиная с частоты 30-40 Гц, сопровождающийся большими искажениями. Такой низкой величины можно добиться лишь применением электронного эквалайзера или использовать минимум четыре таких головки, нагруженных на общий объём корпуса. Уровень искажений низкочастотной секции АС на резонансных частотах может достигать величин в десятки процентов. Вызвано это большим смещением диффузора, собственными искажениями головки и сложностью её демпфирования усилителем на частотах нижнего баса. При этом гулкий и протяжный характер звучания будет пагубно влиять на всю низкочастотную полосу АС. Поэтому, даже в случае четырёхполосной АС, рекомендуется использовать отдельный инфразвуковой монитор (ИМ, Infrasonic Monitor), который должен работать в монофоническом режиме на частотах ниже 30-40 Гц. Выбор частоты раздела между низкочастотной секцией АС и инфразвуковым монитором определяется по началу спада звукового давления первой. В профессиональном аудио очень часто на этой частоте принято включать обрезной фильтр низкочастотного диапазона или искусственно заваливать частотную характеристику эквалайзером. Это предотвращает воспроизведение динамиком тех частот, которые он просто не в состоянии воспроизвести, на что и указывает начало спада звукового давления. Задача воспроизведения этих срезанных частот возлагается на инфразвуковой монитор. При этом стандартная стереофоническая НЧ секция будет обладать гораздо большей динамикой и разборчивостью звучания. Теперь ИМ сможет без проблем работать вплоть до инфразвуковых частот с максимальной эффективностью, а его искажения не будут влиять на остальной частотный диапазон. Обычно в таком узком диапазоне частот работают сабвуферы с main мониторами. Ярким примером инфразвукового монитора является пассивный сабвуфер RIS-1C фирмы Rey Audio.

При конструировании АС с нуля лучше всё же отказаться от использования инфразвукового сабвуфера благодаря применению крупногабаритных НЧ динамиков в корпусах большого объёма, возможно и сдвоенных, размером 18 или 21 дюйм с максимально низкими резонансными частотами. В профессиональном аудио таких головок немного, но найти их можно.

Стоит обратить внимание на то, что подход к разделению полос основан на полном выведении низкочастотного диапазона на отдельные громкоговорители, а большая часть частот раздела лежит ниже 1 кГц. И это наиболее верно. Например, в Hi-Fi акустике принято ставить дополнительные сверхзвуковые динамики для работы в диапазоне частот, перекрывающем возможности человеческого слуха. Говорить о качественном звуковоспроизведении в данном случае, мягко говоря, бессмысленно.

Про выбор габаритов низкочастотных динамиков, в зависимости от их расстояния до слушателя, вы уже читали. Нужно сразу решить, будете вы использовать инфразвуковой монитор или нет. Если да, то НЧ полоса АС должна иметь динамик с габаритами не более 15-ти дюймов, желательно с максимально низкой граничной частотой, чтобы вывести искажения за рабочий диапазон ГГ. Использование инфразвукового монитора в данном случае расширяет возможности выбора низкочастотных динамиков, т.к. от них почти не требуется воспроизведение нижнего баса. Если вы не собираетесь использовать ИМ, то для хорошего воспроизведения низких частот имеет смысл установить пару 15-ти дюймовых головок или больших, в зависимости от конкретной ситуации. Вопреки глупому заблуждению, желательно использовать одну крупную головку вместо двух с меньшими габаритами, т.к. первые способны передвигать своей диафрагмой большие объёмы воздуха, что положительно сказывается на чувствительности и панораме звучания. Габариты мидвуфера обычно меньше низкочастотной головки, но это совершенно необязательно. Главное, чтобы размер этого динамика не превышал 12", так как головки с габаритами 15” и более дюймов не могут качественно работать на частотах выше 600 Гц. Поэтому не будет ничего удивительного, если не только габариты, но и сами низкочастотные и мидвуферные динамики будут одинаковыми, скажем, по 12". Такую конструкцию можно увидеть в студийных мониторах Adam S4. Наоборот, это даже лучше: головки с идентичными размерами и одинаковыми моделями обладают меньшими фазовыми и частотными неравномерностями в зоне раздела. Для акустических систем больших габаритов допускается применение двух мидвуферных громкоговорителей не более 12".

В наше время только единичные фирмы производят громкоговорители, которые бы могли тягаться по качеству звуковоспроизведения с теми "шедеврами" инженерной мысли, что присутствовали внутри высококачественных студийных мониторов 70-80х годов. Но и тогда их было не так уж и много, тем более, в свободной продаже. Обычно они присутствовали во флагманских моделях студийных акустических систем в виде готового высококачественного решения для мониторинга, которых тогда было гораздо больше, чем сейчас. Это избавляло приверженцев профессиональной концепции звуковоспроизведения от долгого и мучительного поиска, и сравнения различных динамических головок, так как их можно было спокойно приобрести уже в виде готовой АС. В качестве примера можно привести следующие акустические системы: JBL, Altec, Yamaha, Gauss, Urey… Но даже такие акустические системы (динамики) мало чем отличались от других среднестатических продуктов, зато избавляли от многих мук выбора. В то же время на рынке существовало несколько производителей динамических головок и акустических систем, отличающихся беспрецедентной планкой качества звучания.

В первую очередь, это TAD - акустическое подразделение фирмы Pioneer, которое с начала своего основания производит чисто студийную линейку рупорных громкоговорителей с бериллиевыми диафрагмами. Раньше фирмой производились и студийные мониторы, но в связи с постепенным снижением спроса на данную продукцию, производителю пришлось отказаться от их производства, а к началу 21 века и от некоторых уникальных моделей динамических головок. Известная фирма JBL делает флагманские бытовые колонки на динамиках собственного производства аналогичных TAD. Они используются в моделях Everest DD66000, K29800SE и SK2-1000. И ещё Stage Accompany производит превосходные ленточные, низкочастотные громкоговорители и усилители мощности с активной системой демпфирования. На этом, наверное, можно поставить точку. Другие динамики можно только с натяжкой использовать в системах Ultimate Studio. Это касается даже тех головок, которые используются в уже готовых мониторах. Увы, но с динамиками ситуация самая тяжелая: на рынке есть вполне хорошие усилители и отличные цифровые кроссоверы, но самое главное - беспрецедентные громкоговорители - представлены почти только одной фирмой TAD. Так что остаётся только молиться, чтобы фирма Pioneer не свернула своё акустическое подразделение, которое с самого начала своей истории делало лучшие головки в мире, а системы класса Ultimate Studio имели бы право на жизнь.

Хотя ситуация не такая уж и критическая, как кажется. В наше время получили очень большое распространение ленточные и AMT излучатели, самые крупные из которых способны воспроизводить звук от 1 кГц, что несколько превышает начало СЧ диапазона в 600 Гц, но и не является таким уж критичным значением. С каждым годом они становятся всё лучше и лучше. Такие головки можно встретить в огромном количестве на бытовом рынке и гораздо меньше на профессиональном, на котором как раз и представлены их крупные и высокомощные аналоги. Лучшие модели таких динамиков играют даже качественней бериллиевых излучателей и обладают практически идеальной импульсной характеристикой, ровной АЧХ и минимальными искажениями. Учитывая то, что они способны воспроизводить звук без искажений даже выше 30-40 кГц, то использовать такие головки более предпочтительно, т.к. АС при этом будет трёхполосной, а СЧ-ВЧ диапазон будет воспроизводить один единственный громкоговоритель.

Отдельным пунктом стоит упомянуть про так называемых представителей японского Hi-End. Нет, это не Fostex или что-то другое. К этой категории можно отнести такие фирмы, как GOTO, ALE и, возможно, каких-либо других производителей, о которых я и не слышал. Эти громкоговорители отличаются от своих профессиональных аналогов чрезвычайно крупногабаритными и мощными магнитными системами. У них значение Magnetic Density зашкаливает за 20.000 Гауссов, а Total Magneticflux превосходит показатель в 2.000.000 Максвелл! Чувствительность таких головок варьируется от 110-115 дБ в том числе и (!) низкочастотных. Тем не менее, GOTO единственный из таких производителей, кто применяет в своих СЧ-ВЧ драйверах диафрагмы из бериллия. Ограничивает применение этих головок даже в системах Ultimate Studio только цена: порядка десяти тысяч долларов за громкоговоритель.

Статьи

Основы студийного звуковоспроизведения

Аудиосистемы класса Ultimate Studio

Дополнения

Разное