Широкополосная акустика: убогий инвалид или удобное решение с приемлемыми характеристиками и высокой универсальностью

Каждый автомобилист мечтает о хорошей акустике в машину. Для одних главным требованием к системе является дребезжание окон домов, мимо которых они проезжают. Другие отдают предпочтение максимально аутентичному звучанию, проработанной детализации звуковой картинки, сочным басам. Однако большинство автолюбителей просто не могут сформулировать свои желания. В этом случае идеальный вариант установки в машину — широкополосные динамики. Они характеризуются приемлемым звуком, не пугают стоимостью, а если правильно выбрать параметры — порадуют действительно хорошим звучанием.

Устройство

Широкополосная акустика в авто имеет простую конструкцию. В самом недорогом варианте исполнения это динамик большого диаметра. Он имеет особую конструкцию:

• катушка диффузора формирует сильное магнитное поле для быстрого движения на сравнительно большие расстояния;
• диффузор выполняется из классических или современных материалов высокой жесткости. Это может быть бумага со специальной пропиткой или многослойная полимерная пленка;
• в конструкции обязательно используется мощный постоянный магнит;
• по контуру диффузора располагается амортизирующий блок, выполненный из мягкой резины. Он отвечает за добротность системы, чем она выше, тем лучше звучат широкополосные колонки.

Такая простая конструкция вызывает массу споров в среде специалистов по звуку. Одни высказываются по поводу практически нулевых фазовых искажений при воспроизведении. Это верное утверждение, так как звук исходит из одной точки и не возникает наложения волн, как это происходит в многополосной акустике с несколькими динамиками.

Однако уверенно отбросить негативные высказывания аудиофилов не позволяют сугубо технические и физические процессы. Ни один динамик, как бы он ни был хорош, не способен одинаково работать на всем спектре слышимых частот. Обязательно наблюдаются провалы в верхней и нижней зоне. Простейший широкополосный динамик физически не может воспроизводить сочные басы и тонкие оттенки звука на грани слышимости.

Чтобы нейтрализовать недостатки плоского звучания, была создана коаксиальная акустика. Это усовершенствованная широкополосная система. В конструкции:

• большой основной динамик;
• малый динамик, расположенный внутри диффузора большого;
• система частотных фильтров.

Принцип действия системы достаточно прост. При помощи фильтра частот диапазон воспроизведения большого динамика смещается к низу (басы и средние). Одновременно маленький динамик работает в верхней области слышимости.

Вариант соосного размещения динамиков тоже выбран не случайно. При такой схеме общий акустический фон характеризуется минимальными фазовыми искажениями. Коаксиальный широкополосный динамик воспроизводит звук действительно лучше своих предшественников самой простой конструкции.

Широкополосные динамики коаксиального типа при росте качества звука не приобрели неудобств использования. Его так же просто установить в автомобиль на предусмотренные штатные места, не нужна сложная настройка положения и уровня звука, не требуется усилитель с раздельным регулированием каналов. Эта схема любима автовладельцами, в буквальном смысле «прикрутил — работает».

Конструкция широкополосных колонок

Динамики и колонки, которые производятся по этой технологии, могут внешне отличаться друг от друга в зависимости от стандартов, принятых брендом. Дорогие модели характеризуются отсутствием искажений, в том числе и в низкочастотном диапазоне. Для этого производители используют короб, повышающий басы. В такой акустике устанавливаются усилители мощностью до 3 Вт.

Акустические системы этого типа выпускают в виде напольных или полочных колонок. В них установлены два динамика. В них применяется бумажный диффузор. Этот элемент отвечает за воспроизведение нюансов звука – от ударов до вокальных партий. В широкополосном оборудовании устанавливают и динамики, отвечающие за высокочастотный диапазон, но эти элементы отличаются от тех, которые встраивают в другие типы акустических приборов.

Для изготовления диффузора используют и синтетический материал кевлар. В моделях Кондо RUTHY-1-2-4 и Ongaku speakers для этого элемента взяли натуральную кожу. Все три материала обеспечивают чистое звучание устройства.

колонки Audio Note Ruthy 5 Kondo

Легкий диффузор в этих колонках передает тонкие нюансы музыки, в том числе – звучания струнных и клавишных инструментов. Поэтому считается, что эти приборы подходят для прослушивания классической и популярной музыки (а для тяжелого рока нужно подбирать колонки другого типа).

Автомобильная акустика только с широкополосными динамиками редко устраивает автолюбителей. Ценители музыки устанавливают дополнительные компоненты. Например, для авто покупают сабвуферы. Эти динамики предназначены для произведения низких частот. В акустическом оборудовании сабвуфер воспроизводит сочные басы. Эти динамики 6х9 можно купить отдельно.

Сабвуферы бывают активными и пассивными. Активные устройства выпускают в готовом корпусе, снабженном усилителем и кроссовером подходящих параметров. Пассивные сабвуферы не оснащены дополнительными элементами.

кроссовер для акустики

Кроссовер – это устройство, выполняющее разделение частотного спектра. Этот элемент состоит из катушки индуктивности и конденсатора, настроенных на заданные частоты. Конденсатор отвечает за высокочастотный диапазон, катушка – за низкочастотный. В акустике коаксиального и компонентного типа кроссовер устанавливается при сборке. Чем больше каналов в кроссовере, тем насыщеннее звучание, которое этот компонент дает. Кроссовер можно приобрести отдельно от сабвуфера и подключить к автомобильной акустике.

Преимущества и недостатки

Если погрузиться в дискуссию какого-либо форума авто звука, можно легко запутаться и потеряться в море доводов за и против широкополосной акустики. Поэтому разумно сразу привести достоинства и недостатки подобных решений. К несомненным плюсам относятся:

• отсутствие фазовых искажений (этой особенностью обладает как простой динамик, так и коаксиальная колонка);
• выход звука из точечной области (не нужно подбирать положение системы, не требуется настройка громкости в нижней и верхней области частотного диапазона);
• не требуется специальная регулировка параметров;
• отсутствие искажений сигнала благодаря использованию независимых кроссоверов.

Пользователи, которым нравится широкополосная акустика, утверждают, что у нее особый, воздушный, по-настоящему хороший и естественный звук. Но есть у систем данного класса и недостатки:

1. В любом варианте исполнения тональный баланс имеет провалы в области низких частот.
2. Средние частоты звучат достаточно плоско. Причина в физических процессах, не позволяющих большому диффузору основного динамика быстро реагировать на изменения сигнала.
3. Чем дешевле система, тем сильнее заметно падение качества воспроизведения. В самых бюджетных моделях часть звуковой картинки будет просто пропадать или звучать неверно.

Слушая аудиофилов, можно подумать, что широкополосная акустика — это старый, неуклюжий черно-белый телевизор. На практике это не так. Если подобрать модели с хорошими характеристиками, машина заиграет звуком, так как широкополосная акустика отлично работает в ограниченном пространстве.

Как выбрать

Популярность, которую имеет широкополосная колонка у автомобилистов, можно понять по множеству предложенных моделей на рынке. Но при выборе своей идеальной акустики не нужно идти на поводу у нечестных маркетологов.

Среднестатистическая коаксиальная широкополосная колонка имеет один или два кроссовера и пару динамиков. Это позволяет:

• сохранить проход воздуха от основного динамика, обеспечить более живые басы и разборчивые средние частоты;
• расширить частотный диапазон.

Но сегодня на рынке можно встретить что угодно. Начиная от трехполосных, заканчивая шести- и восьмиполосными коаксиальными динамиками. На месте одной небольшой пищалки часто громоздится габаритная головка с несколькими звукоизлучателями. Не стоит соглашаться с не совсем корректным мнением, что «больше полос — лучше». На практике это означает следующее:

• при многополосной фильтрации часто используется только два кроссовера или схема с запараллеливанием контуров;
• головка с несколькими звукоизлучателями в центре основного динамика закрывает пространство прохода звука, что негативно сказывается на его качестве.

Таким образом, гнаться за количеством полос, которые имеет широкополосная коаксиальная акустика для авто, совершенно не нужно. Разумно обратить внимание на технические характеристики.

Частота

Производители всегда указывают диапазон воспроизводимых частот. При выборе широкополосной акустики в машину стоит помнить о провалах в нижней и верхней зоне слышимости. Покупать нужно модель с максимально широким диапазоном. Идеально, если его нижний предел меньше 20 Гц, а верхний приближается к 48000 Гц.

Чувствительность

Большинство динамиков для авто имеют чувствительность около 90 Гц. Этого значения достаточно, если планируется сделать в машине действительно хороший звук, устанавливая качественный усилитель. Если же устройство воспроизведения не может похвастаться значительной выходной мощностью, стоит поискать акустику с большей чувствительностью.

Но выбирать рекордные значения, например, 150 или выше, не стоит. В этом случае динамики слишком явно реагируют на различные радио- и электрические помехи, которых в автомобиле предостаточно.

Размер

Размеры широкополосных динамиков выбираются в соответствии с предусмотренными в авто штатными местами для их установки. Большинство владельцев машин следуют именно такой тактике. Пытаться модифицировать области для установки акустики без соответствующего опыта не стоит. Это не только может ухудшить эксплуатационные свойства салона, но и способно привести к снижению качества звука из-за нарушений герметизации и других ошибок.

Номинальная и пиковая мощности

При покупке динамиков в авто стоит ориентироваться исключительно на номинальную цифру. Это значение показывает, при какой подаваемой мощности акустика будет воспроизводить звук без искажений в течение сколь угодно длительного времени.

Пиковая мощность — это предельный режим работы акустики. По стандартам тестирования на производстве, катушка диффузора и другие электросхемы динамика могут выдержать максимальные токи в течение 5 минут. Поэтому рекомендуется игнорировать параметр пиковой мощности и выбирать акустику только по номинальному показателю.

Частота резонанса

Показатель резонансной частоты практически аналогичен срезу сабвуферных систем. Для широкополосной акустики — чем ниже показатель, тем более глубокие басы она способна воспроизводить.

Полная добротность

Данный параметр сугубо физический. Он описывает способность контурного резинового блока диффузора сохранять амплитуду колебаний. По значению полной добротности выбирают динамики для замкнутого пространства, например, устанавливаемые в дверях. Если значение в пределах 0,4–0,6 (низко), звук будет плоский и невыразительный. Поэтому рекомендуется приобретать модели с как можно большей добротностью.

Последний параметр любой акустики — электрическое сопротивление системы, или импеданс. Покупать колонку нужно с таким значением данного показателя, которое указано в техническом паспорте усилителя. Говоря простыми словами, если написано, что система воспроизведения выдает 100 Вт на канал при сопротивлении 4 Ома, именно акустику с данным импедансом надо покупать. Это позволит снизить искажения сигнала и избежать аварийных режимов работы усилителя.

Что такое широкополосные динамики

Человеческое ухо способно воспринимать частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц. Для этого созданы широкополосные динамики – это устройства, которые способно воспроизводить этот диапазон без разделения. Но на границе высоко- и низкочатотного диапазона эти динамики звук передают хуже, чем середину спектра. Это обусловлено конструкцией устройства.

В стандартных динамиках для низкочастотного воспроизведения увеличивают размер диффузора. Например, диаметр в 30 см обеспечивает передачу частоты 40 Гц. Но тогда возникает другая проблема. При таком диаметре динамика ухудшается передача в высокочастотном диапазоне, потому что у диффузора недостаточно времени на то, чтобы успеть передать колебания поверхностью.

Это обусловило разработку модификаций. В конструкцию моделей может дополнительно входить высокочастотный диффузор, работающий быстрее, чем универсальный. Все представленные на рынке модели широкополосных динамиков можно разделить на две группы:

1. Устройства с центральным колпачком. Это стандартный динамик, состоящий из одного конуса-купола.
2. Устройства с конус-визером, который называют рупорком или дудкой. Понять эту конструкцию несложно. Рупорок отличается небольшим диаметром и встроен внутрь более широкого конуса. Такой конус-визер быстро улавливает колебания.

При выборе этого динамика важно купить устройство, которое будет чисто воспроизводить звук в слышимом диапазоне, составляющем от 60 Гц до 16 кГц. Техническая лаконичность конструкции не вредит устройству. Наоборот, повышает надежность работы и чувствительность устройства до 90-92 дБ. Сопротивление голосовых катушек выше, чем у аналогичных устройств, работающих по другим технологиям.

В акустике существует понятие точечного источника звука – это объект с такой локализацией, направление которой слушатель может точно обнаружить. Широкополосные динамики по характеристикам близки к параметрам точечного источника звука. В это заключается секрет популярности.

Чаще такая акустика применяется в автомобилях. Через эти динамики можно слушать радио и музыкальные записи, а стоят эти приборы недорого. Но эта технология применяется не только в авто. Эти динамики устанавливают в портативные колонки, в телевизоры и т.д.

Компоненты качественной системы

В современных машинах можно совершенно неожиданно обнаружить большое количество штатных мест для установки динамиков. К примеру, они есть в дверях, передних стойках крыши, в торпеде. Это сделано для размещения компонентной акустики. Но построить систему с качественным звуком можно с использованием широкополосных динамиков. Для этого понадобятся дополнительные компоненты.

Сабвуфер

Сабвуфер предназначен для работы исключительно в низкой полосе частот. Он формирует тот самый любимый многими сочный бас. Располагать это устройство нужно либо в багажнике, либо за спинкой заднего ряда кресел. Сегодня выпускаются модели, которые можно разместить под сидением.

Правило расположения сабвуфера всего одно: он должен находиться сзади. Это позволит распределить колебания по всему салону, не образуя области, где басы забивают всю остальную звуковую картинку.

Кроссовер

Задача кроссовера — разделять частоты. Грубо говоря, это многофункциональный фильтр. Кроссовер может быть одноканальный, настраиваемый на узкую полосу пропускания. Но для построения хорошей многоточечной аудиосистемы в автомобиле рекомендуется покупать более продвинутые модели.

Стандартный кроссовер разделяет сигнал на три полосы: бас, мидлбас, верх. Они заводятся на точки воспроизведения следующим образом:

• бас — на сабвуфер;
• мидлбас — на динамики дверей и торпеды;
• верх — на акустику в стойках крыши.

Преимущество использования кроссовера заключается в том, что его выходные сигналы можно как угодно преобразовывать. К примеру, устанавливая отдельные усилители для саба, среднечастотных и высокочастотных контуров воспроизведения.

Труба Войта

В 1930 году Пол Войт описал новый принцип создания акустической системы, так называемая расширяющаяся четвертьволновая труба (Tapered Quarter-Wave Pipe — TQWP). В данной рупорной системе используется частота резонанса динамической головки.

Преимуществами акустического принципа является отсутствие разделительных фильтров. Рупор и динамик разведены, то есть размещение динамика не начало рупора, а его сторона. Рупор выступает как обратная нагрузка для диффузора.

И опять же, наши радиолюбители строили трубы Войта, снова!, на динамиках 4А-28.

Рейтинг

Предпочтения пользователей — лучший источник для составления рейтингов, в отличие от рекламных материалов и мнений маркетологов. Автомобилисты объемами покупок ясно показали, какие модели широкополосной акустики востребованы и позволяют получить хороший звук в салоне.

Pioneer TS-MR1600

Плюсы

• прочный корпус;
• защита от воды и пыли;
• приятный звук;
• хорошее звучание на ветру.

Минусы

• приходится переплачивать за защиту, которая не нужна в авто;
• корпус выглядит грубовато;
• низкая номинальная мощность.

От 3200 ₽

Данная модель разработана для установки на катера, яхты и другой транспорт, где есть воздействие на акустику воды и пыли. Динамики коаксиального типа, две полосы, диаметр посадки 6 дюймов. Диапазон частот 30–30000 Гц, чувствительность 90 Дб, номинальная мощность 25 Вт.

Pioneer TS-1701I

Плюсы

• привлекательная цена;
• хороший бас;
• качество сборки и материалов;
• хорошая детализация звуковой картинки.

Минусы

• в некоторых авто с трудом ставятся на штатное место;
• недостатки высоких частот, плоско, издалека;
• в некоторых машинах номинальная мощность может оказаться недостаточной;
• сложная звуковая картина, насыщенная музыка воспроизводится недостаточно хорошо (помехи, искажения, мусор).

От 1167 ₽

У данной модели удачная конструкция с маленьким высокочастотным динамиком и большим пространством для прохода волны от основного излучателя. Размер 6 дюймов, 90 Дб чувствительности, номинальный показатель мощности 35 Вт, полоса частот 32–19000 Гц.

JVC CS-J610

Плюсы

• стоимость;
• достаточно хороший звук;
• приемлемая мощность;
• охват практически всего заявленного частотного диапазона;
• стильный внешний вид.

Минусы

• нет защитной сетки;
• дребезжание корпуса на высокой громкости;
• плохо работают в замкнутом пространстве (дверях);
• звук суховат.

От 955 ₽

Данная бюджетная акустика выполнена в интересном, стильном корпусе. Воспроизводит все частоты, играет достаточно чисто. Идеально подойдет для небольшого авто и машин среднего размера. Имеет хорошую чувствительность в 92 Дб, заявленная полоса частот 35–20000 Гц. Посадочный диаметр 6 дюймов, номинальный показатель мощности 30 Вт.

JVC CS-V618

Плюсы

• хороший звук;
• охват заявленной полосы частот;
• фирменный стильный корпус с защитной сеткой;
• малая высота упрощает установку.

Минусы

• сухой звук;
• дребезжат на высокой громкости;
• малая номинальная мощность;
• плохо работают в ограниченном пространстве.

От 1320 ₽

Бюджетная коаксиальная акустика, которая отлично подойдет в машину среднего размера. При установке на заднюю полку огромное преимущество имеют защитные сетки, предохраняющие динамик от мусора и механических повреждений. Модель имеет типоразмер 6 дюймов, две полосы, номинальную мощность 30 Вт, частотный диапазон 42–20000 Гц.