Что такое низкочастотные динамики, динамики среднего уровня и высокочастотные динамики?

Всем привет! Сегодня я постараюсь рассказать об основных параметрах автомобильных сабвуферов. Для чего же они могут понадобиться? А нужны они для того, чтобы правильно собрать короб для вашего динамика. Если не провести расчеты будущей коробки, сабвуфер будет гудеть, не будет громкого и глубокого баса. Вообще, сабвуфер — это независимая акустическая система, играющая низкие частоты от 20 ГЦ до 80 ГЦ. Можно с уверенностью сказать, что без сабвуфера никогда не получить качественного баса в автомобиле. Колонки конечно пытаются заменить НЧ динамик, но получается мягко говоря, слабо. Сабвуфер же, может помочь разгрузить колонки, взяв на себя низкочастотный диапазон, а фронтальной и тыловой акустике останется лишь играть средние и высокие частоты. Благодаря этому можно избавиться от искажений в звуке, и получить более гармоничное звучание музыки.

Теперь обсудим основные параметры низкочастотного динамика. Их понимание очень пригодится при постройке короба сабвуфера. Минимальный набор данных выглядит так: FS (резонансная частота динамика), VAS (эквивалентный объем) и QTS (полная добротность). Если неизвестно значение хотя бы одного параметра, лучше отказаться от этого динамика, т.к. рассчитать объем короба не получится.

Резонансная частота (Fs)

Резонансная частота — это частота резонанса НЧ головки без оформления, т.е. без полки, короба… Измеряется она следующим образом: динамик подвешивается в воздухе, как можно дальше от окружающих предметов. Так его резонанс будет зависеть только от него самого, т.е. от массы его подвижной системы и жесткости подвеса. Есть мнение, что низкая резонансная частота позволяет сделать отличный сабвуфер. Это не совсем верно, для определенных конструкций слишком низкая частота резонанса будет только помехой. Для справки: низкая частота резонанса, это 20-25 ГЦ. Редко встретишь динамик, у которого резонансная частота ниже 20 ГЦ. Ну а выше 40 ГЦ, будет слишком высоко для сабвуфера.

Мощность

Номинальная – параметр мощности при продолжительном режиме работы. Это основной показатель мощности. Номинальная мощность АС должна равняться номинальной мощности усилителя, еще лучше – быть меньше. В противном случае на высокой громкости динамики выйдут из строя. Оптимальный показатель мощности динамиков – 50-80 Вт.

Максимальная – параметр мощности при кратковременном режиме работы (с перегрузками). Желательно, чтобы максимальная мощность АС была в два раза больше аналогичного показателя усилителя или магнитолы.

Важно: уточните величину номинальной мощности, поскольку изготовители часто указывают на упаковке изделия лишь максимальную мощность.

Полная добротность (Qts)

В данном случае означает не качество изделия, а соотношение вязких и упругих сил, существующих в подвижной системе НЧ головки около частоты резонанса. Подвижная система динамика очень похожа на подвеску автомобиля, в которой есть амортизатор и пружина. Пружина создает упругие силы, то есть собирает и отдает энергию в процессе движения. В свою очередь амортизатор, является источником вязкого сопротивления, он не накапливает ничего, а лишь поглощает и рассеивает в виде тепла. Аналогичный процесс происходит при колебании диффузора и всего, что к нему крепится. Чем выше значение добротности, тем сильнее преобладают упругие силы. Это примерно как машина без амортизаторов. Наедешь на небольшую кочку, и колеса запрыгает на одной пружине. Если говорить о динамике, это означает выброс с частотной характеристики на частоте резонанса, тем больший, чем больше полная добротность системы. Наивысшая добротность измеряется тысячами, и только у колокола. Он звучит исключительно на резонансной частоте. Распространенный способ проверки подвески автомобиля покачиванием из стороны в сторону, является кустарным способом измерения добротности подвески. Амортизатор губит энергию, которая появилась при сжатии пружины, т.е. она не вся вернется обратно. Количество загубленной энергии и есть добротность системы. Вроде бы с пружиной все ясно — её роль выполняет подвеска диффузора. Но где же амортизатор? А их тут целых два, причем работают они параллельно. Полная добротность состоит из двух: электрической и механической.

Механическая добротность обычно определяется выбором материала подвеса, в основном — центрирующей шайбы. Как правило, потери тут минимальны, и полная добротность состоит из механической лишь на 10-15%.

Большую часть составляет электрическая добротность. Самый жесткий амортизатор, имеющийся в двигательной системе динамика, это тандем магнита и звуковой катушки. Являясь по сути электромотором, он работает как генератор вблизи частоты резонанса, когда скорость и амплитуда движения звуковой катушки максимальны. Передвигаясь в магнитном поле, катушка вырабатывает ток, а нагрузкой генератора является выходное сопротивление усилителя, т.е. ноль. В итоге получается такой же электрический тормоз, как на электричках. Там примерно также тяговые двигатели заставляют работать в режиме генераторов, а батареи тормозных сопротивлений на крыше являются нагрузкой. Величина вырабатываемого тока будет зависеть от магнитного поля. Чем сильнее магнитное поле, тем больше будет величина тока. В итоге получается, что чем мощнее магнит динамика, тем ниже его добротность. Но, т.к. при вычислении этой величины нужно принять во внимание и длину провода обмотки, и ширину зазора в магнитной системе, окончательный вывод делать на основании размера магнита будет не правильно.

Для справки: низкая добротность динамика будет меньше 0,3, а высокая больше 0,5.

Выбор высокочастотного динамика

При выборе ВЧ динамика, по АЧХ определяют нижнюю частоту воспроизводимого им диапазона. Необходимо чтобы полоса частот ВЧ динамика несколько перекрывала полосу частот НЧ динамика.

Некоторые ВЧ динамики предназначены для работы совместно с рупором. В отличие от ВЧ динамиков прямого излучения (или, как их называют, твиттеров), рупорные ВЧ динамики, благодаря свойствам рупора имеют более низкую граничную частоту воспроизводимого звукового диапазона. Нижняя граничная частота такого ВЧ динамика может составлять примерно 2000-3000Гц, что позволяет во многих случаях отказаться от СЧ динамика в АС.

Из-за конструктивных особенностей, ВЧ динамики, как правило, имеют более высокую чувствительность, по сравнению с НЧ динамиками. Поэтому на этапе проектирования фильтра, в нём предусматривают цепь аттенюатора (подавителя), необходимого для понижения избыточного излучения, который приводит значения чувствительностей ВЧ и НЧ динамиков к одинаковому уровню.

При выборе ВЧ динамика важно учитывать его мощность, которая выбирается исходя из мощности НЧ динамика. При этом мощность ВЧ динамика принимается ниже мощности НЧ динамика, что вытекает из анализа спектральной плотности звукового сигнала, соответствующей розовому шуму (имеющему спад в сторону высоких частот). Для практического расчёта мощности, рассеиваемой на ВЧ динамике в АС с частотой раздела 3-5кГц, можно воспользоваться калькулятором на нашем сайте.

Напомним, ВЧ динамики недопустимо использовать без фильтра высоких частот (ФВЧ), ограничивающего проникновение низкочастотной части спектра.

Эквивалентный объем (Vas)

Большая часть современных динамиков основана на принципе «акустического подвеса». Смысл в том, что нужно подобрать такой объем воздуха, при котором его упругость будет соответствовать упругости подвеса громкоговорителя. То есть, добавляется еще одна пружина в подвеску динамика. Если новая пружина будет равна по упругости старой, такой объем и будет эквивалентным. Его величина определяется диаметром динамика и жесткостью подвеса.

Чем мягче будет подвес, тем больше будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет колебать головку. Тоже самое происходит при изменении диаметра диффузора. Большой диффузор, при одинаковом смещении, будет сильнее сжимать воздух в ящике, и тем самым будет испытывать большую отдачу. Именно на это стоит обращать внимание при выборе динамика, ведь объем короба зависит от этого. Чем больше диффузор, тем выше будет отдача сабвуфера, но и размеры короба будут внушительными. Эквивалентный объем сильно связан с резонансной частотой, не зная которых можно допустить ошибку. Резонансная частота определяется массой подвижной системы и жесткостью подвеса, а эквивалентный объем, той же жесткостью подвеса и диаметром диффузора. Может получиться так: есть два НЧ динамика одного размера и с одинаковой частотой резонанса, но у одного из них — частота резонанса зависит от тяжелого диффузора и жесткой подвески, а у второго — от легкого диффузора и мягкого подвеса. Эквивалентный объем, в этом случае, может очень существенно отличаться, и при установке в один и тот же короб, результаты будут сильно разница.

Надеюсь, я немного помог разобраться с основными параметрами НЧ динамиков.

Тиль и Смолл

Тиль и Смолл это два ученых, которые сформировали единый, общепринятый подход к вычислению характеристик низкочастотных динамиков на основе основных параметров (Fs, Qts, Vas).

Невил Тиль/A. Neville Thiele (слева), Ричард (Рихард) Смолл/Richard Small (справа)

Параметры Тиля — Смолла определяют поведение динамика в диапазоне низких частот

Для нас с вами эти параметры очень важны, так как они используются для расчета правильного акустического оформления динамика или проще — для расчета корпуса сабвуфера. Все необходимые данные вы можете найти в технической документации на саб, часто они указываются и на коробках. Ниже мы подробнее рассмотрим основные параметры для понимания звуковых процессов и нюансов при выборе сабвуфера.

Советы

  • Приобретайте автоакустику в специализированных магазинах. Обращайте внимание на АС известных брендов, дорожащих своей репутацией. Требуйте от продавца сертификат качества. И не забудьте убедиться в наличии гарантии и возможности предоставления сервисного обслуживания.
  • Помните, что у разных моделей и марок авто технические отверстия под АС могут отличаться. Покупая динамики соответствующих габаритов, Вы тем самым облегчаете монтаж АС.
  • Если в автомобиле установлена магнитола с GPS-модулем, то для корректной работы навигационной системы нужно монтировать акустику только тех брендов, которые рекомендованы производителем. В противном случае динамики будут затруднять прием спутникового сигнала.
  • При выборе АС учитывайте технические стандарты магнитолы (указаны в руководстве по эксплуатации). Бессмысленно покупать к дешевой магнитоле дорогую и мощную акустику с целью улучшения качества звучания.
  • Чтобы добиться качественного звука, необходима шумоизоляция, которая гасит посторонние звуки от колес и мотора. Для этого специальным материалом обклеивают двери, крышу, пол, пространство между моторным отсеком и салоном.
  • Монтаж акустической системы – дело сложное, требующее специфических знаний и навыков. Поэтому установку АС в авто доверьте профессионалам.

Уровни

Начальный – недорогая акустика, которая обеспечивает приемлемое звучание для нетребовательного слушателя. АС начального уровня подключается к магнитоле без внешнего усилителя. Компоновка: коаксиальная или компонентная акустика (впереди), «блины» (сзади).

Средний – более «продвинутая» АС, что отражается на ее стоимости. Подобная акустика показывает отличные результаты при подключении к внешнему усилителю. В АС среднего уровня часто используются подиумы и твиттеры с шелковым куполом.

Высокий – дорогостоящая АС с высококлассным звуком. Эффективность такой акустики зависит от качества каждого элемента системы, аудиозаписи, нюансов установки. Акустика высокого уровня нуждается в шумоизоляция и подиумах.

Профессиональный – отличается компоновкой от предыдущих вариантов: разнесенная АС, состоящая из твиттеров, СЧ-динамиков и мидбасов. Задние динамики отсутствуют, а впереди вместо одной пары колонок устанавливаются две. Такая АС – самая дорогая и подбирается профессионалами.

По особенностям звучания акустика подразделяется на три вида:

  • АС с ярко выраженными низами и верхами (клубное звучание);
  • АС с акцентированной серединой и чистыми высокими частотами, а также поддержкой низов сабвуфером;
  • АС с очень широким и ровным диапазоном частот (универсальный вариант).

Обзор динамиков разных размеров

Предлагаем ознакомится с некоторыми популярными моделями низкочастотной акустики.


Компонентные колонки

FOCAL PERFORMANCE PS 165

Эта система 16 см. размером. Французский производитель создал комплект одним из самых качественных для автомобилей. Оборудование воспроизводит чистый звук, обладает настраиваемыми кроссоверами. Это двухполосная акустика с мощностью в 80 Вт. (номинальная) и в 160 Вт. (максимальная). Динамики созданы из прочного алюминия. Характеризуются приятными басами, чистым, плотным звуком, лаконичным дизайном. Очень удобно и легко монтировать в любые штатные мета в салоне.


Автомобильные колонки (16 см) Focal Performance PS 165 FX

Пользователи усмотрели здесь некоторые недостатки:

  • Очень короткий шнур питания;
  • если басы завышены можно уловить шум (в редких случаях);
  • чтобы комфорт был максимальным при использовании подобных колонок, необходимо подсоединять усилитель.

Focal — дорогостоящий комплект акустики: 17500 рублей.

ALPINE SGP-10CS

Отличная аудиосистема. Без усилителя. В конструкции предусмотрены вентиляционные каналы, чтобы правильно распределять воздушные потоки. Двухполосная система 16 см. с ровным, качественным звуком. Внешний кроссовер входит в комплект. Твитер выполнен из качественного, прочного шелка. Частотность от 68. Но, при грамотной ее настройке, прекрасно проигрывает басы. Стоит комплект «Альпин» 6200 руб.


Автомобильные колонки ALPINE SGP-10CS

HERTZ ESK 165L.5

Такая установка рекомендуется для ценителей громких басов. Целлюлозный твитер имеет защитную пропитку, а купол обладает широким углом излучения. Вся акустика отличается высоким качеством материалов, из которых она создана. Прорезиненный тыл, корзина защищена от повреждений, коррозии. Частотность от 50. Внешний кроссовер входит в комплектацию. Прекрасный диапазон звучания.


Автомобильные колонки HERTZ ESK 165L.5

Но есть и минусы в оборудовании:

  • При сильных морозах система нуждается в длительном прогревании;
  • корректировка звука осуществляется с помощью эквалайзера.

Средняя стоимость итальянских динамиков 8800 рублей.

KICX ALN 8.3

Трехполосная акустика размером 20 см. Особенность системы являются диффузоры из алюминия. Они немного жестковаты для звучания. Алюминий хорошо переносит нагрузку и меняющуюся частоту звука. В то же время, устойчив к разности температур и влажности. Частотность от 40 Гц. Колонки укомплектованы кроссовером. Низкие частоты воспроизводят отлично. Чистый звук при любом жанре музыки. Цена оборудования в пределах 7700 рублей.


Автомобильные колонки KICX ALN 8.3

Оснащение

Внешний кроссовер – делит входной сигнал на отдельные диапазоны частот (СЧ, НЧ, ВЧ). В бюджетных моделях используется кроссовер, который встраивается в корпус динамиков. В более дорогих устройствах он является внешним (отдельный блок). Этот вариант лучше разбивает и меньше искажает звук, а также позволяет тоньше подстроить звучание.

Существует два вида разъемов:

  • винтовые зажимы – отличаются высокой надежностью;
  • пружинные защелки – простые в использовании и встречаются в бюджетных моделях динамиков.

Позолоченные контакты на разъемах – устойчивы к окислению, характеризуются низким сопротивлением, надежно соединяют динамик с подключенными проводами.

Феррожидкостное охлаждение – отводит тепло от звуковой катушки, которое вырабатывается при работе АС на полной мощности и которое ускоряет износ динамика.

Защита от влаги – актуальна для машин с открытым типом кузова, катеров или яхт.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]