|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Великі динаміки у маленьких ящиках для автомобіля. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Акустичні системи Всі ми чудово усвідомлюємо ту важливу роль, яку сабвуфер грає в автомобільному салоні, та усвідомлюємо вже досить давно. Та й не лише, до речі, в автомобільному. У нормальному квартирному салоні, обладнаному домашнім кінотеатром, сабвуферної установки роль відводиться не менш значуща. А зараз взагалі все змішалося: театри ставлять у автомобіль. Від цього, щоправда, вони перестають бути домашніми і стають мобільними, з усіма обставинами, що випливають звідси, але своєї шестиканальної суті не змінюють (шостий канал за собою якраз і застовпив сабвуфер).
Тим часом, проблема вільного простору в машині менш актуальною не стала. У цьому сенсі виробники акустики виявились непогано підготовленими, навчивши суббасові голівки працювати у корпусах невеликого обсягу. Давайте спробуємо відстежити, як це відбувалося, а заразом повторимо анатомію НЧ-головки на сучасній стадії розвитку. Відразу обмовимося, що в першій (історичній) частині даного огляду йтиметься не тільки про суто автозвукові речі. Багато технологій сабвуферобудування прийшли до нас в машину з домашнього чи навіть професійного аудіо, і ігнорувати цей факт неможливо. Зате друга (анатомічна) цілком і повністю присвячена автомобільним динамікам.
Для того, щоб поставити великий низькочастотний динамік у маленький ящик, особливого розуму не треба. Інше питання, як його змусити виконувати свої безпосередні обов'язки - відтворювати те, що прийнято називати глибоким, чітким, добре артикулованим басом. Як ми знаємо під час роботи динаміка в акустичному оформленні відбувається стиск повітря всередині корпусу. Під сильним тиском повітря прагне вирватися назовні, а оскільки це йому не вдається, воно діє як своєрідна пружина. Чим менший обсяг боксу, тим жорсткіша пружина, тим більше підстав для виникнення резонансів, басових втрат і навіть передумов до пошкодження динаміка, до цього обсягу не пристосованого. Протягом останніх 50 років ідея кращих представників аудіоіндустрії була спрямована на те, щоб пристосувати НЧ-головки до роботи в невеликих корпусах шляхом збільшення робочого ходу дифузора. Методи використовувалися різні - від створення унікальних на той момент драйверів із збільшеним ходом рухомої системи до конструювання нових акустичних оформлень. У 1954 році компанія Acoustic Research представила перший довгоходовий сабвуфер AR-1W, який міг грати у відносно невеликому закритому обсязі. При цьому його нижня гранична частота була 20 Гц – для того часу дуже низько (та й для нашого непогано). Довгоходова концепція прижилася, і через кілька років аналогічну технологію Acoustic Research застосувала у широкосмуговій стереосистемі AR-3. Треба сказати, що корінний перелом в аудіоіндустрії і в акустиці в тому числі настав з появою стереофонічних записів наприкінці 50-х. За цією доленосною подією поширилося радіо FM-діапазону, що також працює в стереорежимі. Аудіо переставало існувати за принципом "зроби сам" і з хобі з інженерно-конструкторським ухилом поступово перетворювалося на індустрію з потенційно великим майбутнім. Для відтворення музики тепер потрібно не одна колонка, а дві, причому бажано не особливо великих розмірів, щоб не зайняти половину корисної площі середньогабаритної квартири. Ось із цим якраз було напружено, оскільки підсилювачі потужності тоді були не те, що нинішні. 60-ватний Dynaco і McIntosh MC275 (два канали по 75 ватів) тоді виглядали справжніми монстрами в порівнянні з усіма іншими. Тому чи не єдиним варіантом були величезні, зате чутливі колонки виробництва JBL і Altec, що за розмірами мало в чому поступаються акустичним системам з кінотеатрів, на яких обидві фірми спочатку спеціалізувалися. Але довго так продовжуватись, природно, не могло. На початку 70-х у талановитий інженер та математик Джеймс Новак із компанії Jensen придумав, як навчити низькочастотні динаміки нормально працювати у фазоінверторі. За допомогою нової технології Jensen випустила кілька компактних акустичних систем, які були на порядок ефективніші за динаміки Acoustic Research, але все ж таки поступалися їм по глибині басу. Дослідження в області корпусування продовжили відомі нам вчені Тіль та Смол, а також Ешлі та Бенсон. До речі, комп'ютерні програми з розрахунку акустичних оформлень базуються на їх тодішніх дослідженнях. Дослідження дали свої плоди, але основні недоліки фазоінвертора залишилися. Відомо, що фазоінверторний корпус - конструкція на порядок складніша за звичайний закритий ящик. Основна хитрість тут у тому, що для відтворення частот із самих глибин басового діапазону тунель фозоінвертора повинен мати більшу довжину та великий діаметр. Іноді для зменшення швидкості проходження повітря через тунель його площа має бути навіть більшою, ніж об'єм самого корпусу, що, звичайно, не справа. Тут на допомогу прийшов Гаррі Ольсен, який висунув ідею використання пасивного радіатора замість порту фазоінвертора: дифузора з підвісом, але без магнітної системи. При цьому маса діафрагми мала бути еквівалентною масі повітря, що проходить через порт у звичайному фазоінверторі. Такі радіатори компанія JBL почала випускати ще наприкінці 60-х, а їхнє налаштування пропонувалося здійснювати нарощуванням маси за допомогою спеціальних сталевих кілець, які кріпилися до пилу. Але дуже це було складно втілити в серійному виробництві. Закритий ящик значно простіше. І пошуки "грааля" продовжились. Свій внесок у розвиток компактних сабвуферів з великим робочим ходом дифузора зробив засновник компанії Cerwin Vega Джин Червінскі (не один, звичайно, разом з персоналом компанії). Почав він із виробництва професійних концертних та клубних моніторів і лише через 30 років зробив свій перший домашній довгоходовий НЧ-динамік для революційної акустики Infinity Servo-Static. Сабвуфер у ній мав сервокеровану звукову котушку та свій власний підсилювач, а широкосмугові являли собою пару дипольних електростатичних панелей. Незабаром були випущені знамениті Stroker, знову ж таки спочатку для професіоналів потім для домашнього користування, а потім і для автомобільного. Характерними рисами "строкерів" були подовжені звукові котушки та величезні центруючі шайби - все на благо потужності, чистоти та глибини інфразвуку. І, звичайно, Stroker відрізнялися потужними багатошаровими підвісами з піни, які могли витримати наднавантаження. А навантаження все зростало. Компанія Electro Voice випустила домашні 15- та 18-дюймові сабвуферні головки EVX з робочим ходом у два з лишком дюйми. Щоправда, широкого поширення вони свого часу не набули: технології виявилися надто передовими, у сенсі невиправдано дорогими. JL Audio була однією з тих компаній, яка перенесла випробувані методи виробництва домашніх та професійних сабвуферів в автомобіль. Це були могутні динаміки, з важкими дифузорами та великим ходом рухомої системи. При цьому вони могли грати у відносно невеликих (на той час) закритих обсягах. JL Audio не лише займалася практичною реалізацією чужих технологій, а й винаходила свої власні. Скажімо, з тією ж метою збільшення робочого ходу дифузора інженери компанії вирішили змістити центруючу шайбу подалі від корпусу динаміка і одночасно радикально збільшити її діаметр. Вела робота і щодо збільшення жорсткості та міцності конусів для того, щоб убезпечити дифузор від високого тиску всередині корпусу. У середині 80-х популярністю користувалися вироби Earthquake. Конструкцію автомобільних НЧ-головок каліфорнійців відрізняли потужні підвіси, великі шайби, що центрують, і збірні магніти. При цьому компанія відмовилася від перевіреної технології виготовлення гофрів з декількох шарів піни: підвіси стали робити з одного товстого шару тієї ж піни, але з кращими характеристиками. Крім того, змінювалася їхня геометрія: збільшилася висота і ширина, що також сприяло зростанню довжини робочого ходу дифузора. Цікаво, що відпрацьовані на автомобільних динаміках методи були використані і у виробництві домашніх компактних сабвуферів фірми. До піонерів сабвуферобудування можна віднести SoundSrtream, який в 1993 році зробив довгоходовий динамік SS-10R. Не можна пройти повз ранній період творчості Velodyne. На початку 80-х компанія заявила про себе 18-дюймовим сабвуфером ULD-18 для домашнього театру із чудовими характеристиками. Причому динамік працював у надзвичайно малому для своїх габаритів повністю закритому обсязі, десь наполовину менше від допустимого мінімуму. І все завдяки системі сервоуправління High Gain/Ultra Low Distortion. Відомо, що ідея використання закритої скриньки сподобалася виробникам акустичних систем багато в чому тому, що порівняно з фазоінверторними корпусами в закритому обсязі покращуються лінійність роботи динаміка. Але це якщо обсяг - адекватний параметрам головки. Якщо ні, то про жодну лінійність і мови бути не може. У ULD-18 на звуковій котушці було встановлено спеціальний сенсор, який відстежував положення котушки та коригував його. Незабаром Velodyne опинився серед лідерів індустрії, а технологію сервоконтролю було перенесено і на автомобільні динаміки компанії. Загалом, тенденція до збільшення робочого ходу дифузора і зменшення робочого об'єму корпусу зберігається і в даний час. Що відповідним чином відбивається на конструкції динаміків. Саме час про неї і поговорити. Рухатимемося, якщо не заперечуєте, зверху донизу. Про всяк випадок, ми наводимо англійські еквіваленти. Ущільнювальний бортик (Gasket) Зрозуміло за визначенням, що борт служить для більш щільного контакту з настановною поверхнею. На зорі сабвуферобудування як матеріал ущільнювача в основному використовувалися пресований папір і пробка. Нині головний матеріал – гума. Зустрічаються також піна та різні пластики. У класичному варіанті установки – всередину корпусу – він клеїться по верхній площині обода корпусу гучномовця. Прокладка нижньої кромки для монтажу динаміка "назовні" зустрічається рідше. Іноді, щоб полегшити долю установників, додаткова прокладка входить у комплект динаміка. Буває і навпаки: мабуть, з дизайнерських міркувань останнім часом багато виробників взагалі перестали комплектувати свої вироби прокладками або бортик як такий є, але служить чисто декоративним цілям. Підвіс (Surround) В даний час для виготовлення підвісів застосовуються бутилова гума, спінений поліуретан та сантопрен. Перші два матеріали зустрічаються частіше, вони мають достатню міцність, добре справляються з температурними навантаженнями. При цьому кожен із них має свої переваги. Гума м'якша, звідси низька резонансна частота сабвуфера, а й великий еквівалентний обсяг. Тобто динаміку потрібен простір, щоб "заспівати" на повний голос. Пінополіуретан - матеріал менш міцний, більш ніж гума схильний до впливу температури та ультрафіолету, але більш жорсткий і легкий, а тому здатний забезпечити хоч і не радикально, але більшу лінійність ходу, що за нинішніх часів важливо. Підвіс саме тим і займається (не один, звичайно), що стежить за лінійністю коливань конуса і не дає звуковій котушці вийти з магнітного зазору і зіткнутися з магнітопроводом. Багато сучасних динноходових НЧ-динаміки мають жорсткі гофри збільшеного радіусу і збільшеної висоти (хоча не факт, що широкий гофр - запорука великого ходу). Іноді підвіс має площу, чи не рівну площі самого дифузора. Що насамперед позначається на двох важливих параметрах: довжині робочого ходу (Xmax) рухомої системи (збільшується) та чутливості (зменшується). Остання, як відомо, багато в чому залежить саме від площі випромінюючої поверхні дифузора. З урахуванням того, що потужність, що підводиться до динаміка, тепер не проблема, намітилася тенденція жертвувати чутливістю на користь збільшення Xmax. Пилозахисний ковпачок (Dust Cap) Тут також основна функція закладена у назві. Пилозахисний ковпачок розташовується посередині дифузора, зверху звукової котушки (часто до неї приклеєний), і перешкоджає проникненню сторонніх частинок, зокрема пилу, магнітний зазор. Ці частинки можуть негативно позначитися на русі дифузора та пошкодити звукову котушку. Якщо раніше ці деталі конструкції сабвуфера неминуче мали опуклу форму, то тепер традиція дедалі частіше порушується. З'являється все більше НЧ-динаміків з плоскими, а також увігнутими ковпачками або зовсім без них. Є й інша крайність: пилозахисний ковпак (слово "ковпачок" в даному випадку не підходить) займає практично всю поверхню, що випромінює. Експерименти продиктовані бажанням виробників у будь-який спосіб збільшити жорсткість дифузора, яка при роботі на великих потужностях є особливо важливим фактором. Крім того, є думка, що увігнута форма, що продовжує геометрію конуса, сприяє формуванню більш правильних звукових хвиль та зниження нелінійних спотворень. Хоча, треба сказати, що порівняно з мід-басами та середньочастотниками у наднизькочастотній ланці ефект менш відчутний. Щодо матеріалів, то пилезахисні ковпачки часто виготовляються з того ж матеріалу, що і дифузор динаміка. Також поширений пластик. дифузор Ось де поле для експериментів з боку виробників, і поле вже добре виоране. Звичайно, призначення дифузора залишається колишнім і єдиним для всіх - поршень за своєю суттю, він рухає повітря і створює звукові хвилі. Але ось щодо геометрії і матеріалів рішення можуть бути різними. Якщо пилезахисні ковпачки раніше були лише опуклими, то дифузори тільки увігнутими, тобто конічними - звідси й англійська назва cone (конус). Тепер не все однозначно. Хоча конічні форми продовжують домінувати, ряд компаній збільшення жорсткості " поршня " і зниження нелінійних спотворень лицьову його бік виконують як плоскої діафрагми. Інший "ряд" все для того ж, навпаки, працює над збільшенням кривизни конуса. Обидва досить часто процвітають. Кілька років тому американська Still Water Designs першою зазіхнула на десятиліттями "круглий" status quo автомобільної акустики. Зазіхання це виявилося у створенні квадратних низькочастотників Kicker Solobaric L7. Компанія з Оклахоми мотивувала таке "святотатство" прагненням збільшити площу випромінюючої поверхні. Свого вона досягла: приріст склав 30 відсотків, що насамперед позитивно позначилося на кількості неспотвореної потужності, яку L7 змогли забезпечити. Поки що ініціатива Still Water Designs широкого відгуку не знайшла. За наявними у нас відомостями, квадратні сабвуферні динаміки робить ще Power Akoustic, а під відомою маркою Xtant з минулого року випускаються шестикутні НЧ-головки. Інші придивляються, тож робити висновки ще зарано. Щодо матеріалів, то останнім часом їх у результаті інтенсивного пошуку золотого компромісу між трьома чинниками – жорсткість, легкість та міцність – набралося стільки, що перераховувати все навряд чи має сенс, але назвати основні, мабуть, варто. Цікаво, що до списку лідерів досі входить целюлоза (і не тільки виключно у дешевих моделей), оскільки на думку вважається дуже "музичним" матеріалом. Зрозуміло, що в наші дні її з чим не схрещують. Дуже поширений поліпропілен - просто так і з різними покриттями та просоченнями (нікель, титан), які знову ж таки служать для збільшення жорсткості дифузора та покращення відведення тепла від звукової котушки. Не рідкість композитні матеріали із застосуванням вугле- та скловолокна, а також тришарові конуси із стільниковими заповнювачами. Цілком, хоч і не так добре, як папір та поліпропілен, прижилися алюмінієві діафрагми, народження яких дала фірма Alumapro. Приблизно той самий ступінь поширеності отримав кевлар (Eton, Focal, Power Acoustik). Коли буде виведено формулу "золотого дифузора", передбачати не беремося. Втім, судячи з рекламних проспектів, багато виробників її виводять щороку. Кошик (Basket)
Її ще часто називають "рамою", а по суті це корпус динаміка, в якому базуються його компоненти. Зрозуміло, що при рівнях звукового тиску, які можуть відтворювати сучасні сабвуфери, до кошиків пред'являються підвищені вимоги. Основне – свобода від резонансів. Вважається, що литі алюмінієві рами менш дзвінкі, тому лиття – основний метод виготовлення дорогих моделей низькочастотних динаміків. Крім того, кошик у якомусь сенсі є радіатором гучномовця, а алюміній – чемпіон у плані відведення тепла. З іншого боку, серед дуже породистих сабвуферів зустрічаються штамповані сталеві кошики, покриті спеціальним складом для зниження резонансів, і нічого, не дзвеніть, працюють як слід. Іноді гасіння резонансів сприяє форма корпусу, наявність у кошику ребер жорсткості. Також останнім часом стали з'являтися кошики із пластикових композитів. Підведення контактів (Terminals) Тут теж одноманітності немає, проте можна констатувати, що дедалі більше виробників намагається на контактах не економити. Тепер навіть у досить недорогих моделях трапляються солідні гвинтові затискачі, а позолота стала цілком стандартним покриттям. Альтернатива "гвинтам" - пружинні затискачі, що також забезпечують надійне з'єднання з виходами підсилювача. І, звичайно, ніхто не забороняє (хоча і не рекомендує) з метою скорочення собівартості продукту використовувати в сабвуферах традиційні лопаточки, але для більших калібрів, краще все ж таки гвинтові або пружинні затискачі. Центруюча шайба (Spider)
Англійською – spider, тобто павук. На вигляд теж нагадує восьминога комаха, як, втім, і продукт його діяльності. Центруюча шайба зазвичай розташовується безпосередньо під конусом і відповідає за лінійність ходу звукової котушки, а значить і за лінійність переміщень усієї рухомої системи. Цю деталь динаміка зазвичай виготовляють з бавовни, суміші бавовни та полімеру (conex) або матеріалу Nomex. Іноді в гофр шайби вплітають металеві стрічкові провідники, які мають підвищити її міцність і довговічність. Зазвичай великий розмір шайби, що центрує, свідчить про великий механічний хід дифузора. Розрізняють увігнуті та плоскі шайби. Перші зустрічаються рідше, переважно у недорогих динаміках, а увігнута форма у разі застосовується обмеження ходу звуковий котушці. Набагато більше у довгоходових сабвуферів поширені плоскі шайби з ретельно прорахованою кількістю та геометрією зламів, які дозволяють забезпечити високу лінійність ходу звукової котушки. У міру популяризації довгоходових динаміків все частіше застосовуються шайби з прогресивним профілем гофру (зі збільшенням кроку від центру до периферії), а також подвійні шайби, що центрують. Відомі випадки, коли в сабвуферних динаміках зі зверненою магнітною системою центруючі шайби містилися з лицьового боку дифузора. Звукова котушка (Voice Coil) Можливо, найважливіший елемент динаміка. Звукова котушка знаходиться в магнітному зазорі, кріпиться до конуса дифузора та до центруючої шайби; під впливом магнітного поля наводить в рух, що у результаті результується у освіті акустичної енергії. Звукова котушка - це провід, намотаний на каркасі. Стандартний діаметр – 2 дюйми. Каркас зазвичай виготовляють із матеріалів із хорошою теплопровідністю - алюмінію, мілару, скловолокна та каптону. Величезне значення для довжини робочого ходу дифузора і максимальної потужності, що підводиться від підсилювача, має довжина намотування і калібр дроту (зазвичай з міді або алюмінію). Ще один фактор, який не слід недооцінювати, - якість клею, яким провід клеїться до каракасу. Стандартний імпеданс звукової котушки автомобільного сабвуфера – 4 Ом, але, як кажуть, можливі варіанти. Тим більше, що останнім часом почастішали випадки випуску динаміків із двообмотувальними котушками. Їх зазвичай включають паралельно, щоб максимально використовувати потенціал підсилювача. Зрозуміло, що зі зростанням потужностей зростають і температури. Тому в сучасних високопотужних динаміках застосовуються різні хитрощі для вентиляції звукової котушки: від торцевого отвору в нижньому магнітопроводі до складних систем з ребрами охолодження або повітряними фільтрами. Верхній магнітопровід (Top Plate)
Кріпиться (болтами або приклеюється під тиском) безпосередньо до низу кошика. Завдання "верхньої кришки" - спрямовувати магнітний потік у магнітний зазор. Цей компонент конструкції виготовляється зі сталі, обов'язково з низьким вмістом вуглецю, оскільки зменшує силу магнітного поля. Але це якраз не проблема: безвуглецева сталь дешевша. Магніт (Magnet)
Найчастіше сабвуферний динамік судять за вагою та висотою магнітної системи. Що, в принципі, зрозуміло. Особливо тепер, коли прагнення змусити НЧ-головку грати в тісному корпусі призвело до радикального збільшення ваги рухомої системи і зниження чутливості. Єдиний спосіб компенсувати велику вагу рухомої системи – збільшити вагу системи магнітної. Саме тому сучасні "довгоходовики", як правило, постачаються важкими магнітами подвійної, а то й потрійної висоти. Останнім часом з'являються збірні конструкції з декількох "стопок" невеликих за розміром шайб фериту, розташованих по колу: вважається, що таким чином вдається досягти більшої рівномірності магнітного поля. Ферріт як і раніше - найпоширеніший матеріал. Нещодавно, щоправда, ряд фірм показав сабвуфери з "переднім" мініатюрним рідкісноземельним (як у пищалках) магнітом, але говорити про будь-яку тенденцію поки що рано. Задній магнітопровід (Back Plate) "Задня кришка" магнітної системи, як і передня, виготовляється із сталі з низьким вмістом вуглецю. Майже повсюдно в задньому магнітопроводі сучасних довгоходових сабвуферних динаміків є вентиляційний отвір для охолодження звукової котушки. А найчастіше не просто отвір, а продумана система вентиляції. Також для більшого ходу звукової котушки часті випадки застосування конусних потовщень на торці динаміка. Публікація: 12voltsmagazine.com
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Графічні процесори NVIDIA Tesla ▪ Прихована ідентифікація за допомогою невидимих QR-кодів ▪ Керування мозком на відстані ▪ Чумацький Шлях майже не видно ▪ З'єднання чіпів під немислимими кутами
▪ розділ сайту Зорові ілюзії. Добірка статей ▪ стаття Джеймс Ренді. Знамениті афоризми ▪ стаття Хто такі тамплієри і чому вони так називалися? Детальна відповідь
Коментарі до статті: Ендрю Що за моделі dinamika tot s 3 magnitami takoi tipo litaia aliuminevaia rama?
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page