Підсилювач та гучномовець – це ланки одного ланцюга, один без іншого працювати просто не зможе. Минулого номера ми досить докладно розглянули питання: «Якій потужності має бути підсилювач?». а зараз постараємося відповісти на другий: «А якої ж потужності при цьому має бути АС?» Частково відповідь на це питання була дана в минулому матеріалі, оскільки, як говорилося вище, розглядати одне без іншого неможливо, але ряд деталей залишилися незачепленими і, як ми обіцяли, цього разу проаналізуємо їх докладніше.

ВИДИ ПОТУЖНОСТІ

Багато виробників автомобільних АС користуються нестандартними методами вимірювання потужності, які, до речі, не завжди привабливіші за загальноприйняті для побутової апаратури – просто їм так зручніше. Проте більшість використовує стандартизовані параметри, серед яких нас, як правило, цікавлять три: номінальна (RMS), максимальна та пікова потужності. Головний із цих параметрів – номінальна потужність, і саме її ми надалі розумітимемо, кажучи просто «потужність». Чисельне співвідношення таке: максимальна зазвичай вища у 2 рази, ніж номінальна потужність, а пікова – у 3-4 рази. Правило це не можна назвати строгим: є окремі моделі, у яких максимальна потужність лише трохи вища за номінальну.

Як би там не було, оскільки номінальна потужність найменша з вищенаведених, ряд виробників йде на невелику хитрість: на упаковці і першій сторінці інструкції велико наведені невиправдано великі цифри потужності без вказівки її типу, а істину можна встановити, тільки знайшовши в документі технічні параметри , або подивившись на задній бік динаміка, або пошукавши якийсь малопомітний напис на упаковці. Не потрапите на цей прийом.

Отже, номінальна потужність - це саме та, у межах якої можна тривалий час слухати музику на даних АС, не побоюючись нелінійних спотворень і тим більше виходу динаміка з ладу.

ЩО ВАЖЛИВІШЕ – ПОТУЖНІСТЬ ЧИ ЧУВЧИСНІСТЬ?

Минулої статті ми зазначали, що збільшення потужності вдвічі піднімає рівень звукового тискуна 3 дБ. Тобто динамік невеликої потужності, але з високою чутливістю здатний розвинути такий самий звуковий тиск (ту ж гучність звучання), що й потужніша, але менш чутлива головка. Тому якщо доведеться вибирати між двома рівноцінними за якістю звучання АС, одна з яких чутливіша, але менш потужна, ніж друга, то вибір краще зупинити на першій. Навіщо переплачувати за потужність підсилювача, якщо навіть із малопотужним ви отримаєте ту саму гучність?

Між іншим, через певні обставини (наприклад, особливості транзисторних підсилювачів) по-справжньому високочутливі АС для автомобільної сфери практично не випускаються. Але в межах кожного класу можна виявити суттєві розбіжності у чутливості, причому це служить джерелом усіляких спекуляцій: наші тести надзвичайно рідко підтверджують відповідність між заявленими значеннями та реальними, тому радимо звертати увагу на наші «спецпризи», а не на наведені цифри.

Іноді зустрічаються динаміки з малою чутливістю, але справді високою номінальною потужністю, які на малій потужності грають не тільки тихо, але й із гіршою якістю, але якщо добре «викрутити ручку», то звучання стає оптимальним. Такий варіант можна рекомендувати тим, хто більшу частину часу слухає лише гучну музику і готовий придбати підсилювач із потужністю не менше сотні ватів на канал.

Помітно підвищує гучність звучання та зниження опору АС до 3, та й до 2 Ом – в Останнім часомтаких моделей з'являється дедалі більше. Єдина обставина. Яке треба враховувати, - підсилювач повинен добре справлятися з таким навантаженням. Підключати 2-3-омні АС безпосередньо до вбудованого підсилювача автомагнітоли або CD-ресивера ми категорично не радимо, навіть якщо це і спрацює, то буде найжорстокішим випробуванням для головного пристрою і, швидше за все, воно врешті-решт вийде з ладу.

Співвідношення потужності динаміка і потужності підсилювача

В принципі, немає нічого страшного, якщо RMS підсилювача менше, ніж у динаміків, але в цьому випадку поводитися з регулятором чутливості треба ще акуратніше. Парадокс в тому, що менш потужний підсилювач, почавши перевантажуватися, з більшою ймовірністю спалить ваші АС, ніж підсилювач! Вся річ у явищі, званому «кліпінгом» - тобто. роботою в режимі обмеження, коли підсилювач видає сильно спотворений сигнал із великим вмістом вищих гармонік. Саме тому найчастіше в АС згоряють ВЧ-динаміки. До речі, у головних пристроях регуляторів чутливості немає в принципі, тому треба один раз просто на слух визначити початок появи спотворень при підвищенні гучності, і надалі ніколи не викручувати ручку регулятора далі за цей рівень.

ПОТУЖНІСТЬ І ДІАПАЗОН ЧАСТОТ ДИНАМІКА

Ще одна причина виходу з ладу динаміків, що особливо відтворюють НЧ/СЧ-діапазони, - ігнорування реально відтворюваного ними діапазону частот. Багато виробників залучення покупців вказують розширений діапазон частот своїх динаміків. Наприклад, коаксіального динаміка типорозміру 10 див і потужністю 30 Вт вказують діапазон частот 50 – 20000 Гц. Бентежить не верхнє значення, а нижнє. Якщо ви подасте сигнал частотою 50 Гц із заявленою потужністю на цей динамік, то не тільки не почуєте 50 Гц, але й можете легко зруйнувати динамік. Найчастіше подібне і відбувається, коли, захоплюючись різними схемами підйому басу, забувають про те, що динамік просто не здатний відтворити нижній регістр. У результаті – порваний дифузор НЧ/СЧ-динаміка. Щоб такого не траплялося, діапазон частот, що відтворюються динаміком, слід обмежувати за допомогою ФВЧ хоча б другого порядку. Частота зрізу фільтра, що встановлюється, залежить від типорозміру динаміка. Так, практика показує, що для 10 см головок вона повинна бути близько 100 Гц, для 13 см - 80 Гц, а для 16 см - 60 Гц. Все, що нижче, має відтворювати сабвуфер. Більш того, обмеживши нижній діапазон частот сигналів, що відтворюються НЧ/СЧ-динаміками, ви відразу відчуєте кращу віддачу в іншому діапазоні, їхню живу і гучну роботу. Динаміки, здатні добре працювати без обмеження фільтром смуги частот знизу, існують, але вони менші.

Загальне ж правило таке: що вже частотний діапазон, що посилається на АС або окрему голівку, то більшу потужність вона зможе витримати. Наприклад, для багатьох окремих ВЧ-динаміків наводять відразу кілька значень потужності, залежно від частоти зрізу ФВЧ: якщо динамік працює, починаючи з 2000 Гц, - це одна потужність, якщо з 5000 значення потужності набагато вище. Те саме стосується СЧ-динаміків, НЧ/СЧ-головок і сабвуферів – з тією лише різницею, що у них можна варіювати відразу дві межі діапазону відтворюваних частот: верхню та нижню.

Типові співвідношення між потужністю ВЧ-, СЧ-, НЧ/СЧ- та сабвуферних головок так само, як для підсилювачів, вони розглянуті в минулому номері.

САБВУФЕРИ ТА ЇХНІ ПАРАМЕТРИ

Окремо слід розглянути спеціальний клас динаміків – сабвуфери. Цей тип гучномовців нещодавно увійшов до складу автомобільних аудіосистем, але через те, що дозволяє відтворювати більш глибокий бас, став дуже популярним у автолюбителів. Проте автомобільний сабвуфер дуже відрізняється від домашнього. Так, якщо для домашньої техніки потужність сабвуфера 300 Вт вважається «вищою за дах», то для автомобільного – це середній, звичайний параметр. Для чого такі потужності? Згадаймо, що сабвуфер в автомобілі має «перекричати» дорожній шум, вдома ж такої потреби немає. Крім того, конструкція автомобільних НЧ-динаміків має свої особливості. Для отримання глибокого басу в невеликих обсягах виробники йдуть на низку жертв, головна з яких – зниження чутливості. Щоб отримати достатню гучність за невисокої чутливості, доводиться підбивати високу звукову потужність. Створити потужний автомобільний підсилювач - завдання теж не з простих, тому останнім часом стала популярна конструкція сабвуфера з двома окремими обмотками звукової котушки, а деякі виробники йдуть ще далі, встановлюючи аж 4 обмотки звукової котушки. Подібне рішення дає велику гнучкість при підборі оптимального опору під конкретний підсилювач - простіше кажучи, дозволяє «вичавити» з нього максимум ват. Необхідне опір отримують за рахунок відповідного з'єднання обмоток (послідовного, паралельного, паралельно-послідовного). Щоправда, потужність, опір та кількість обмоток на музичність сабвуфера не впливає. Навіть малопотужний, але правильно побудований сабвуфер за якістю звучання здатний перевершити свого монстроподібного SPL-колегу. Хоча для створення необхідного звукового тиску вам знадобиться як мінімум два малопотужні сабвуфери. Залежно від поставленого завдання або жанрової орієнтації АС, номінальну потужність сабвуфера вибирають у 2-4 рази вище за потужність широкосмугових динаміків. Чим більша його потужність, тим краще, адже зробити так, щоб він грав тихіше, можна завжди, а голосніше – ні. Але при цьому необхідно враховувати реальні можливості бортової мережівашого автомобіля (і гаманця, звичайно).

Крім того, велике значення має тип акустичного оформлення сабвуферу. Зокрема, особливо вітається додатковий запас по потужності для найгіршого з погляду віддачі варіанта - нескінченний акустичний екран; динамік при цьому грає у великий обсяг, наприклад, у багажник. У моделей у закритому корпусі чутливість вище, але також невисока, а найкращі по віддачі – моделі із фазоінвертором, особливо у корпусі смугового типу.

ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ ПРИ ЗБІЛЬШЕННІ ЧИСЛА ГОЛОВОК

Нерідко зустрічаються інсталяції зі здвоєними або будовеними НЧ/СЧ-головками, а варіантів з двома сабвуферами і дуже багато. Що це дає і навіщо це потрібне? Здвоюючи головки, ви підвищуєте рівень звукового тиску не менше ніж на 3 дБ, це рівносильно подвоєнню потужності, за умови, що подвоюється і електрична потужність, що підводиться до них від підсилювача. Якщо на дві головки від підсилювача надходить та ж потужність, що й на одну, то рівень звукового тиску зміниться мало. В даному випадку за потужністю ми нічого не виграємо, зате збільшена площа випромінювання від дифузорів дасть глибший бас. Втім, цей ефект залежить від відстані, на яку рознесені голівки, і виявиться на частотах, для яких ця відстань порівнянна з довжиною хвилі або перевищує її. Зацікавлених подробицями відсилаємо до книги «Радіомовлення та електроакустика» за редакцією Ю.А. Ковалгіна, що вийшла у видавництві «Радіо та зв'язок» у 1999 році. Там, на стор.224, обговорюється проблема коефіцієнта корисної дії АС, до складу яких входить кілька однотипних головок. Такі АС в акустиці прийнято називати колонками. Їх використовують для збільшення спрямованості та підвищення ККД акустичних систем.

Саме через поліпшення басової віддачі здвоєні головки застосовуються тільки для НЧ/СЧ або сабвуферних головок. Є ще варіанти здвоєних високочастотників, але вони рідкісні та мають інші завдання, наприклад, зменшення спрямованості АС на високих частотах. У багатьох випадках використання двох НЧ-головок дозволяє вирішити складні завдання – зокрема, дві 12-дюймові головки простіше розмістити ніж одну 15-дюймову. Однак не зайве врахувати, що вартість двох головок буде явно вищою, ніж однієї тієї ж серії, але більшого типорозміру.

ВИДИ ПОТУЖНОСТІ АКУСТИЧНИХ СИСТЕМ

Номінальна- Середньоквадратичне значення електричної потужності, обмеженої заданим рівнем нелінійних спотворень.

Максимальна синусоїдальна- Потужність безперервного синусоїдального сигналу в заданому діапазоні частот, при якій АС може тривалий час працювати без механічних та теплових пошкоджень.

Максимальна шумова– електрична потужність спеціального шумового сигналу у заданому діапазоні частот, яку гучномовець тривалий час витримує без теплових та механічних пошкоджень.

Пікова– максимальна короткочасна потужність, яку витримують без пошкоджень динаміки під час подачі на них спеціального шумового сигналу протягом короткого проміжку часу (зазвичай 1 с). Випробування повторюються 60 разів з інтервалом 1 хв.

Максимальна довготривала –електрична потужність спеціального шумового сигналу в заданому діапазоні частот, яку гучномовець витримує без механічних пошкоджень протягом 1 хв. Випробування повторюють 10 разів з інтервалом 2 хв.

Матеріал надано журналом Car&Music №12/2003. Рубрика Корисні поради", текст: Едуард Сеген

Потужність динаміка
​

Гранична потужність динаміка, гранична довготривала потужність динаміка, гранична короткочасна потужність динаміка.

Гранична шумова потужність (PHC)- Потужність, яку динамічна головка довго витримує без теплових та механічних пошкоджень. Тривалість безперервних випробувань вказує виробник у годиннику та на якому сигналі.

Гранична довготривала потужність (RMS)- Потужність, яку динамічна головка витримує без теплових та механічних пошкоджень протягом 1 хв з інтервалом 2 хв 10 циклів поспіль.

Гранична короткочасна потужність (PMPO)- Потужність, яку динамічна головка витримує без теплових та механічних пошкоджень протягом 1 сек з інтервалом 60 сек 60 циклів поспіль.

Під словом потужність у розмовній мові багато хто має на увазі «потужність», «силу». Тому цілком природно, що покупці пов'язують потужність із гучністю: «Чим більша потужність, тим краще і голосніше звучатимуть динаміки». Однак це поширена думка докорінно помилкова! Далеко не завжди динамік потужністю 100 Вт гратиме гучніше або якісніше того, у якого вказана потужність «всього» 50 Вт. Значення потужності швидше говорить не про гучність, а про механічну надійність акустики. Ті ж 50 або 100 Вт – це зовсім не гучність звуку, що видається динаміком. Навіть найкращі динамічні головки самі по собі мають низький ККД і перетворюють на звукові коливання лише 2-3% потужності електричного сигналу, що підводиться до них, а у більшості динаміків і того менше (хоча звуку, що видається, цілком вистачає для створення звукового супроводу).
Величина, яку вказує виробник у паспорті динаміка або системи в цілому, говорить лише про те, що при підведенні сигналу зазначеної потужності динамічна головка або акустична система не вийде з ладу (внаслідок критичного розігріву та міжвиткового КЗ дроту, «закушування» каркаса котушки, розриву дифузора , пошкодження гнучких підвісів системи тощо).

Таким чином, потужність акустичної системи - це технічний параметр, Величина якого не має прямого відношення до гучності звучання акустики, хоч і пов'язана з нею деякою залежністю. Номінальні значення потужності динамічних головок, підсилювального тракту, акустичної системи можуть бути різними. Вказуються вони скоріше для орієнтування та оптимального сполучення між компонентами. Наприклад, підсилювач значно меншої або значно більшої потужності може вивести динамік з ладу в максимальних положеннях регулятора гучності на обох підсилювачах: на першому завдяки високого рівняспотворень, другою - завдяки нештатному режиму роботи динаміка.

Потужність може вимірюватися у різний спосібта у різних тестових умовах. Існують загальноприйняті стандарти цих вимірів. Розглянемо докладніше деякі з них, що найчастіше вживаються в характеристиках виробів західних фірм:

RMS(Root Mean Squared – середньоквадратичне значення). Потужність вимірюється подачею синусоїдального сигналу частотою 1000 Гц до певного рівня нелінійних спотворень. Зазвичай, у паспорті на виріб пишеться так: 15 Вт (RMS). Ця величина говорить про те, що акустична система при підведенні сигналу до неї потужністю 15 Вт може працювати тривалий час без механічних пошкоджень динамічних головок. Для недорогої акустики завищені порівняно з Hi-Fi динаміками значення потужності Вт (RMS) виходять внаслідок вимірювання при дуже високих гармонічних спотвореннях, часто до 10%. При таких спотвореннях слухати звуковий супровід практично неможливо через сильні хрипи та поклики в динамічній голівці.

PMPO(Peak Music Power Output – пікова музична потужність). В даному випадку потужність вимірюється подачею короткочасного сигналу синусоїдального тривалістю менше 1 секунди і частотою нижче 250 Гц (зазвичай 100 Гц). У цьому не враховується рівень нелінійних спотворень. Наприклад, потужність динаміка дорівнює 500 Вт (PMPO). Цей факт говорить про те, що акустична система після відтворення короткочасного сигналу низької частоти не мала механічних пошкоджень динамічних головок. У народі одиниці виміру потужності Вт (PMPO) називають "китайськими ватами" через те, що величини потужності за такої методики вимірювання досягають тисячі Ватт! Уявіть собі - маленькі динаміки діаметром 10 см, що грають від дешевої балалайки (магнітоли), що має електричну потужність 15 В * А і розвивають при цьому пікову музичну потужність 1500 Вт (PMPO).

PHCМаксимальна (гранична) шумова (паспортна) потужність (англ. power handling capacity), що характеризує стійкість акустичної системи до теплових та механічних пошкоджень при тривалій (протягом 100 год) роботі з шумовим сигналом типу «рожевий шум», спектр якого наближається до спектру реальних музичних сигналів;

Нарівні із західними існують також радянські стандарти на різні видипотужності. Вони регламентуються діючими до цього дня ГОСТ 16122-87 та ГОСТ 23262-88. Ці стандарти визначають такі поняття, як номінальна, максимальна шумова, максимальна синусоїдальна, максимальна довготривала, максимальна короткочасна потужність. Деякі з них зазначаються у паспорті на радянську (і пострадянську) апаратуру. У світовій практиці ці стандарти, звичайно, не використовуються, тому ми не будемо на них зупинятися.

Робимо висновки: найважливішим практично є значення потужності, зазначеної в Вт (RMS) при значеннях коефіцієнта гармонік (THD), рівного 1% і менше. Однак порівняння виробів навіть за цим показником дуже приблизно і може не мати нічого спільного з реальністю, адже гучність звуку характеризується рівнем звукового тиску. Тому інформативність показника «потужність акустичної системи» - нульова.

Чутливість

Чутливість (SPL)- один із параметрів, що вказуються виробником у характеристиці акустичних систем. Величина характеризує інтенсивність звукового тиску, що розвивається колонкою з відривом 1 метра при подачі сигналу частотою 1000 Гц і потужністю 1 Вт. Вимірюється чутливість у децибелах (дБ) щодо порога чутності (нульовий рівень звукового тиску дорівнює 2*10^-5 Па). Іноді використовується позначення рівня характеристичної чутливості (SPL, Sound Pressure Level). При цьому для стислості у графі з одиницями вимірювань вказується дБ/Вт*м або дБ/Вт^1/2*м (або 2.83В).
При цьому важливо розуміти, що чутливість не є лінійним коефіцієнтом пропорційності між рівнем звукового тиску, потужністю сигналу та відстанню до джерела. Багато фірм вказують характеристики чутливості динамічних головок, виміряні за нестандартних умов.

Чутливість - характеристика, найважливіша під час проектування власних акустичних систем. Якщо ви не розумієте до кінця, що означає цей параметр, то при виборі акустики можна не звертати на чутливість особливої ​​уваги (благо вказується вона не часто), якщо є зовнішній підсилювач потужності.

Професійні динаміки ВЧпризначені для встановлення в багатосмугову інсталяційну та концертну акустику. Професійні високочастотні динаміки повинні мати підвищену звукову віддачу, що забезпечує колонкам, в які вони встановлюються, можливість повноцінного озвучування великих приміщень, а також високою надійністю. Професійна акустика традиційно використовується при підвищеній потужності, що підводиться, протягом тривалого часу. Такий режим роботи особливо небезпечний саме для ВЧ-динаміків, які через порівняно невеликі габарити магнітних систем схильні до перегріву і виходу з ладу. Крім того, підсилювачі, що працюють при вихідній потужності, близькій до максимальної, генерують велика кількістьспотворень, що також перебувають у високочастотній області.

ВЧ динаміки для професійної акустики, як правило, мають більші габарити, ніж для підвищення звукової віддачі оснащуються. Магнітні зазори їх звукових котушок часто заповнюються рідиною, що охолоджує, а корпуси мають спеціальні елементи, що дозволяє ефективно розсіювати тепло. В іншому до вибору твітера для професійної акустики необхідно віднестися так само, як і до звичайних, виходячи з необхідного частотного діапазону відтворюваних частот, опору та чутливості. Зрозуміло, включати професійний ВЧ-динамік необхідно через розподільний фільтр, що радить, який також може містити і елементи для його захисту.

існує багато різних типівзвуковипромінювачів, проте найбільш поширені випромінювачі електромагнітного типу, або, як їх ще називають, динаміки.

Динаміки є основними конструктивними елементами акустичних систем (АС). На жаль, один динамік не здатний відтворити весь діапазон частот. Тому для повнодіапазонного відтворення в акустичних системах застосовується кілька динаміків, де кожен розрахований на відтворення власної смуги частот. Принцип роботи низькочастотних (НЧ) та високочастотних (ВЧ) динаміків однаковий, відмінності полягають у реалізації окремих конструктивних елементів.

Принцип роботи динаміка заснований на взаємодії змінного магнітного поля створюваного струмом, що протікає по дроту магнітної котушки. магнітним полемПостійний магніт.

Незважаючи на порівняльну простоту конструкції, динаміки, призначені для роботи у високоякісних акустичних системах, мають велику кількість важливих параметрів, від яких залежить кінцеве звучання акустичної системи.

Найголовнішим показником, що характеризує динамік, є смуга відтворюваних частот. Вона може бути зазначена у вигляді пари значень (нижньої граничної та верхньої граничної частоти), або наведена у вигляді амплітудно-частотної характеристики (АЧХ). Другий варіант є більш інформативним. АЧХ є графічною залежністю рівня звукового тиску, створюваного динаміком з відривом 1 метр робочої осі, від частоти. АЧХ дозволяє оцінити частотні спотворення, що вносяться динаміком у вихідний сигнал, а також, у разі використання динаміка у складі багатосмугової системи – виявити оптимальне значення частоти розділу фільтра. Саме АЧХ дозволяє класифікувати динамік як низькочастотний, середньочастотний чи високочастотний.

Вибір низькочастотного динаміка

Для НЧ динаміків, крім АЧХ, істотною групою показників є звані Тиль-Смолл параметри. На їх основі проводиться розрахунок параметрів акустичного оформлення динаміка (корпусу акустичної системи). Мінімальний набір параметрів резонансна частота- fs, повна добротність - Qts, еквівалентний обсяг - Vas.

Тіль-Смол параметри описують поведінку динаміка в області поршневої дії (нижче 500Гц), розглядаючи його як коливальну систему. Спільно з акустичним оформленням(АТ), динамік є фільтр високих частот (ФВЧ), що дозволяє при розрахунках використовувати математичний апарат, запозичений з теорії фільтрів.

Оцінка значень Тіль-Смол параметрів динаміка, і в першу чергу, повної добротності Qts, дозволяє судити про доцільність застосування динаміка в акустичних системах з тим чи іншим типом акустичного оформлення (АТ). Для АС з акустичним оформленням фазоінверсного типу переважно використовуються динаміки зі значенням повної добротності до 0,4. Варто зазначити, що фазоінверсні системи є найбільш вимогливими, з точки зору проектування, порівняно з АС, що мають закрите та відкрите АТ. Дана конструкціячутлива до помилок, допущених у розрахунках і під час виготовлення корпусу, і навіть під час використання недостовірних значень параметрів НЧ динаміка.

При виборі НЧ динаміка більшу роль відіграє параметр Xmax. Xmax показує максимально допустиме усунення дифузора, при якому в зазорі магнітного ланцюга динаміка зберігається постійна кількість витків дроту звукової котушки (див. мал. нижче).

Для сателітних акустичних систем підійдуть динаміки з Xmax = 2-4мм. Для сабвуферів слід використовувати динаміки з Xmax=5-9мм. При цьому зберігається лінійність перетворення електричних коливань на акустичні на великих потужностях (і, відповідно, великих амплітудах коливань), що проявляється в більш ефективному випромінюванні низьких частот.

Якщо ви прийняли рішення про виготовлення акустичної системи "своїми руками", перед вами неминуче постає питання про вибір фірмових комплектуючих, частотність динаміків. Не маючи досвіду експлуатації продукції різних виробників, іноді складно зробити оптимальний вибір. Доводиться керуватися безліччю факторів, порівнювати за багатьма параметрами, що не тільки стосуються паспортних характеристик. Динаміки АКТОН вдало доповнять вашу АС, оскільки, крім високої якості, мають ряд переваг:

• мають оптимальне співвідношення ціна/якість у своєму сегменті;
• динаміки спеціально розроблені для професійних АС, які використовуються для озвучування соціально-культурних заходів;
• для динаміків розроблено документацію з виготовлення корпусів;
• взаємодія споживача з виробником здійснюється безпосередньо без посередників, що дозволяє уникнути проблем із доступністю будь-яких запчастин та комплектуючих;
• інформаційна підтримка з питань конструювання АС;
• висока надійність роботи динаміків Актон.

З модельним рядомдинаміків АКТОН ви можете ознайомитись.

Вибір високочастотного динаміка

При виборі ВЧ динаміка, АЧХ визначають нижню частоту відтворюваного ним діапазону. Необхідно, щоб смуга частот ВЧ динаміка дещо перекривала смугу частот НЧ динаміка.

Деякі ВЧ динаміки призначені для роботи спільно з рупором. На відміну від ВЧ динаміків прямого випромінювання (або, як їх називають, твіттерів), рупорні ВЧ динаміки, завдяки властивостям рупора, мають більш низьку граничну частоту звукового діапазону, що відтворюється. Нижня гранична частота такого ВЧ динаміка може становити приблизно 2000-3000Гц, що дозволяє у багатьох випадках відмовитися від СЧ динаміка в АС.

Через конструктивні особливості, ВЧ динаміки, як правило, мають більш високу чутливість, порівняно з НЧ динаміками. Тому на етапі проектування фільтра , в ньому передбачають ланцюг аттенюатора (пригнічення), необхідного для зниження надлишкового випромінювання, який наводить значення чутливостей ВЧ та НЧ динаміків до однакового рівня.

При виборі ВЧ динаміка важливо враховувати його потужність, яка вибирається з потужності НЧ динаміка. При цьому потужність ВЧ динаміка приймається нижче за потужність НЧ динаміка, що випливає з аналізу спектральної щільності звукового сигналу, що відповідає рожевому шуму (що має спад у бік високих частот). Для практичного розрахунку потужності, що розсіюється на ВЧ динаміці в АС із частотою розділу 3-5кГц, можна скористатися калькулятором на нашому сайті.

Нагадаємо, ВЧ динаміки неприпустимо використовувати без фільтра високих частот (ФВЧ), що обмежує проникнення низькочастотної частини спектра.

Чинники пошкодження динаміків

У разі настання нештатних режимів роботи можливі механічні та електричні пошкодження динаміків. Механічні пошкодження виникають, коли амплітуда коливань дифузора перевищує допустиму амплітуду, яка залежить від механічних властивостей рухомих елементів системи. Найбільш критична частотна зона таких пошкоджень перебуває поблизу частоти механічного резонансу динаміка і нижче, тобто. там, де амплітуда коливань максимальна. Електричні пошкодження виникають внаслідок необоротного перегріву звукової котушки. Найбільш критична смуга частот для пошкоджень такого роду відповідає смузі, що знаходиться поблизу електромеханічного резонансу динаміка. Ушкодження обох видів наступають у результаті перевищення максимально допустимої електричної потужності, що підводиться динаміку. Щоб уникнути таких наслідків величина максимальної потужності нормується.

Є кілька стандартів, користуючись якими виробники нормують потужності своїх виробів. Найбільш близьким з погляду реальних умов у разі використання акустичної системи для озвучування масових заходів можна навести стандарт AES. Потужність відповідно до цього стандарту визначається як квадрат середньоквадратичного значення напруги у певній смузі рожевого шуму, який динамік здатний витримувати протягом не менше 2-х годин, поділеного на значення мінімального імпедансу Zmin. Стандарт регламентує перебування динаміка у «вільному повітрі» без корпусу. Деякі виробники при випробуваннях поміщають динамік у корпус, наближаючи таким чином умови його роботи до реальних умов, що з їхньої точки зору, призводить до більш об'єктивних результатів. Відоме значення потужності динаміка служить орієнтиром при виборі підсилювача, потужність якого має відповідати значенню потужності динаміка AES.

Варто зауважити, що реальне значення потужності, підведеної до динаміка, важко оцінити без проведення спеціальних вимірювань і може відрізнятися в широких межах навіть при однаковій установці регулятора рівня гучності на пристроях звукового тракту.

На це можуть впливати багато факторів, таких як:

• Спектр відтворюваного сигналу (музичний жанр, частотний та динамічний діапазон музичного твору, що переважають музичні інструменти);
• Характеристики пасивних фільтруючих ланцюгів та активних кросоверів, що обмежують спектр вихідного сигналу, що надходить на динаміки;
• використання еквалайзера та інших пристроїв частотної корекції в звуковому тракті;
• Режим роботи підсилювача (поява нелінійних спотворень та кліпування);
• Конструкція корпусу акустичної системи;
• Несправність підсилювача (виникнення постійної складової у спектрі посиленого сигналу)

Наступні заходи підвищують надійність експлуатації акустичних систем:

• Зниження верхньої граничної частоти роботи НЧ динаміка, використовуючи фільтр низьких частот (ФНЧ). У цьому випадку обмежується частина спектра сигналу, яка робить істотний внесок у розігрів котушки;
• Обмеження смуги частот нижче частоти налаштування фазоінвертора, використовуючи ланцюги LOW-PASS (фільтр високих частот). Даний захід обмежує амплітуду коливань дифузора за межами робочого діапазону АС з боку низьких частот, запобігаючи механічним пошкодженням НЧ динаміка;
• Налаштування ФВЧ ВЧ динаміка більш високу частоту;
• Конструювання корпусів АС, що забезпечують найкращі умови природної конвекції динаміків;
• Виключення роботи АС із підсилювачем, що працює в режимі нелінійних спотворень, кліпування;
• Запобігання виникненню гучних комутаційних клацань, «заводки» мікрофона;
• Використання лімітера у звуковому тракті.

Відмітимо, що акустичні системи, які використовуються для професійного озвучування (особливо в умовах дискотек) часто змушені працювати на високих потужностях. Під час роботи нагрівання звукової котушки динаміка може досягати 200 градусів, а елементів магнітного ланцюга – 70 градусів. Довготривала робота на граничних режимах призводить до того, що динаміки "горять". Це може бути викликано перевищенням допустимої електричної потужності, що подається на динамік, а також несправністю підсилювача. Багато в чому, збереження комплекту залежить від кваліфікації діджея. У зв'язку з цим, який динамік ви не вибрали, необхідно враховувати доступність ремкомплектів. При цьому ситуація ускладнюється ще й тим, що зазвичай одноразово згоряє не один динамік, а кілька, що виводить з ладу весь комплект. Враховуючи все вищесказане, заключимо, що питання про терміни та вартість постачання ремкомплектів також дуже важливе на етапі вибору динаміків для АС.

Для початку розставимо всі крапки над "i" і розберемося у термінології.

Електродинамічний гучномовець, динамічний гучномовець, динамік, динамічна головка прямого випромінювання – це різноманітні назви однієї й тієї ж приладу службовця перетворення електричних коливань звуковий частоти в коливання повітря, які сприймаються нами як звук.

Звукові динаміки чи інакше динамічні головки прямого випромінювання ви неодноразово бачили. Вони активно застосовуються у побутовій електроніці. Саме гучномовець перетворює електричний сигнал на виході підсилювача звукової частоти чутний звук.

Варто зазначити, що ККД (коефіцієнт корисної дії) звукового динаміка дуже низький і становить близько 2 – 3%. Це, звичайно, величезний мінус, але досі нічого кращого не вигадали. Хоча варто відзначити, що крім електродинамічного гучномовця існують і інші прилади для перетворення електричних коливань звукової частоти на акустичні коливання. Це, наприклад, гучномовці електростатичного, п'єзоелектричного, електромагнітного типу, але широкого поширення та застосування в електроніці отримали гучномовці електродинамічного типу.

Як влаштований динамік?

Щоб зрозуміти, як працює електродинамічний гучномовець, звернемося до малюнка.

Динамік складається із магнітної системи – вона розташована з тильного боку. До її складу входить кільцевий магніт. Він виготовляється зі спеціальних магнітних сплавів або магнітної кераміки. Магнітна кераміка – це особливим чином спресовані та «спечені» порошки, у складі яких присутні феромагнітні речовини – ферити. Також до магнітної системи входять сталеві фланціта сталевий циліндр, який називають керном. Фланці, керн та кільцевий магніт формують магнітний ланцюг.

Між керном та сталевим фланцем є зазор, у якому утворюється магнітне поле. У зазор, який дуже малий, міститься котушка. Котушка є жорстким циліндровим каркасом, на який намотаний тонкий мідний дріт. Цю котушку ще називають звуковою котушкою. Каркас звукової котушки з'єднується з дифузором– він і «штовхає» повітря, створюючи стискування і розрядження навколишнього повітря – акустичні хвилі.

Дифузор може виконуватися з різних матеріалів, але найчастіше його роблять із спресованої або відлитої паперової маси. Технології не стоять на місці і можна зустріти дифузори з пластмаси, паперу з металізованим покриттям та інших матеріалів.

Щоб звукова котушка не торкалася стінок керна і фланець постійного магніту її встановлюють точно в середині магнітного зазору за допомогою центруючої шайби. Центрувальна шайба гофрована. Саме тому звукова котушка може вільно рухатися в зазорі і при цьому не торкатися стінок керна.

Дифузор укріплений на металевому корпусі кошику. Краї дифузора гофровані, що дозволяє йому вільно вагатися. Гофровані краї дифузора формують так званий верхній підвіс, а нижній підвіс- Це центруюча шайба.

Тонкі дроти від звукової котушки виводяться на зовнішню сторону дифузора та кріпляться заклепками. А з внутрішньої сторони дифузора до заклепок кріпиться багатожильний мідний дріт. Далі ці багатожильні провідники припаюються до пелюсток, які закріплені на ізольованій від металевого корпусу пластинці. За рахунок контактних пелюсток, до яких припаяно багатожильні висновки звукової котушки, динамік підключається до схеми.

Як працює динамік?

Якщо пропустити через звукову котушку динаміка змінний електричний струмто магнітне поле котушки буде взаємодіяти з постійним магнітним полем магнітної системи динаміка. Це змусить звукову котушку або втягуватися всередину зазору при одному напрямку струму в котушці, або виштовхувати його з іншого. Механічні коливання звукової котушки передаються дифузору, який починає коливатися в такт із частотою змінного струму, створюючи у своїй акустичні хвилі.

Позначення динаміка на схемі.

Умовне графічне позначення динаміка має такий вигляд.

Поряд із позначенням пишуться літери B або BA , а далі порядковий номер динаміка в принципової схеми(1, 2, 3 тощо). Умовне зображення динаміка на схемі дуже точно передає реальну конструкцію електродинамічного гучномовця.

Основні настройки звукового динаміка.

Основні параметри звукового динаміка, на які слід звертати увагу:

Але крім активного опору звукова котушка має ще й реактивний опір. Реактивний опір утворюється тому, що звукова котушка, це, по суті, звичайна котушка індуктивності та її індуктивність чинить опір змінному струму. Реактивний опір залежить від частоти змінного струму.

Активний та реактивний опір звукової котушки утворює повний опір звукової котушки. Воно позначається буквою Z(так званий, імпеданс). Виходить, що активний опір котушки не змінюється, а реактивний опір змінюється залежно від частоти струму. Щоб внести порядок реактивний опір звукової котушки, динаміка вимірюють на фіксованій частоті 1000 Гц і додають до цієї величини активний опір котушки.

У результаті виходить параметр, який називається номінальне (або повне) електричний опірзвуковий котушки. Більшість динамічних головок ця величина становить 2, 4, 6, 8 Ом. Також зустрічаються динаміки із повним опором 16 Ом. На корпусі імпортних динаміків зазвичай вказується ця величина, наприклад, ось так – 8Ωабо 8 Ohm.

Варто відзначити той факт, що повний опір котушки десь на 10 - 20% більше активного. Тому визначити його можна досить легко. Потрібно лише виміряти активний опір звукової котушки омметром та збільшити отриману величину на 10 – 20%. Найчастіше можна взагалі враховувати лише суто активний опір.

Номінальний електричний опір звукової котушки є одним з найважливіших властивостей, оскільки його потрібно враховувати при узгодженні підсилювача та навантаження (динаміка).

Діапазон частот – це смуга звукових частот, які здатні відтворити динамік. Вимірюється у герцах (Гц). Нагадаємо, що людське вухо сприймає частоти в діапазоні 20 Гц – 20 кГц. І, це тільки дуже гарне вухо:).

Ніякий динамік не здатний точно відтворити весь частотний діапазон. Якість звуковідтворення буде все одно відрізнятися від того, що потрібно.

Тому чутний діапазон звукових частот умовно розділили на 3 частини: низькочастотну ( НЧ), середньочастотну ( СЧ) та високочастотну ( ВЧ). Так, наприклад, НЧ-динаміки найкраще відтворюють низькі частоти - баси, а високочастотні - "писк" і "дзвін" - їх тому і називають пищалками. Також є і широкосмугові динаміки. Вони відтворюють практично весь звуковий діапазон, але якість відтворення вони середнє. Виграємо в одному - перекриваємо весь діапазон частот, програємо в іншому - як. Тому широкосмугові динаміки вбудовують у радіоприймачі, телевізори та інші пристрої, де часом не потрібно отримати високоякісний звук, а потрібна лише чітка передача голосу та мови.



Для якісного відтворення звуку НЧ, СЧ та ВЧ-динаміки поєднуються в єдиному корпусі, забезпечуються частотними фільтрами. Це акустичні системи. Оскільки кожен із динаміків відтворює лише свою частину звукового діапазону, то сумарна робота всіх динаміків значно збільшує якість звуку.

Як правило, низькочастотні динаміки розраховані на відтворення частот від 25 до 5000 Гц. НЧ-динаміки зазвичай мають дифузор великого діаметра та масивну магнітну систему.

Динаміки СЧ розраховані відтворення смуги частот від 200 Гц до 7000 Гц. Габарити їх трохи менше від НЧ-динаміків (залежить від потужності).

Високочастотні динаміки чудово відтворюють частоти від 2000 Гц до 20000 Гц і вище, аж до 25 кГц. Діаметр дифузора таких динаміків, як правило, невеликий, хоча магнітна система може бути досить габаритна.

Номінальна потужність (Вт) – це електрична потужність струму звукової частоти, яку можна підвести до динаміка без загрози його псування чи пошкодження. Вимірюється у ватах ( Вт) і мілліваттах ( мВт). Нагадаємо, що 1 Вт = 1000 мВт. Докладніше про скорочений запис числових величин можна прочитати.

Величина потужності, яку розрахований конкретний динамік, може бути зазначено з його корпусі. Наприклад, ось так – 1W(1 Вт).



Це означає, що такий динамік можна легко використовувати спільно з підсилювачем, Вихідна потужністьякого вбирається у 0,5 – 1 Вт. Звичайно, краще вибирати динамік із деяким запасом за потужністю. На фото також видно, що вказано номінальний електричний опір – 4Ω(4 Ом).

Якщо подати на динамік потужність більшу за ту, на яку він розрахований, то він працюватиме з перевантаженням, почне «хрипіти», спотворювати звук і незабаром вийде з ладу.

Згадаймо, що ККД динаміка становить близько 2 – 3%. А це означає, що якщо до динаміка підвести електричну потужність 10 Вт, то в звукові хвилівін перетворює лише 0,2 – 0,3 Вт. Досить небагато, правда? Але, людське вухо влаштоване дуже витончено, і здатне почути звук, якщо випромінювач відтворює акустичну потужність близько 1 – 3 мВт на відстані від нього кілька метрів. У цьому до випромінювачу – у разі динаміку – треба підвести електричну потужність 50 – 100 мВт. Тому, не все так погано і для комфортного озвучування невеликої кімнати цілком достатньо підвести динаміку 1 – 3 Вт електричної потужності.

Це лише три основні параметри динаміка. Крім них є такі, як рівень чутливості, частота резонансу, амплітудно-частотна характеристика (АЧХ), добротність та інших.