АС относятся к разным ценовым категориям – сегодня можно приобрести миниатюрные колонки за сотню долларов или же целые комплекты громкоговорителей, стоимость которых превышает миллионы рублей. Частотный диапазон может быть представлен 10 октавами, а динамический – сотней децибел. Благодаря такому многообразию акустические системы способны воспроизводить как еле слышные звуки безэховых камер, так и громоподобный рёв реактивных самолётов. Даже корпуса колонок могут варьироваться от миниатюрных коробочек до крупногабаритных «шкафов» весом больше центнера.

В разнообразии акустических систем очень легко потеряться, поэтому мы решили составить подробное руководство, которое облегчит выбор акустики для тех или иных потребностей.

Мы разделили наш материал на 3 части, чтобы вам было удобнее в нём разобраться:

Часть 1. Расскажем о конструкции акустических систем

Часть 2. Обсудим основные технические характеристики

ЧАСТЬ 1. Конструкция акустических систем.

Содержание:

1. Стереосистема или домашний кинотеатр?
2. Конструкция акустических систем
3. Типы и особенности динамиков
1. Характеристики разных излучателей
2. Материалы динамиков
4. Назначение и особенности кроссовера
   
5. Типы корпусов акустических систем
6. Виды отделки акустических систем
7. Способы подключения и типы разъёмов

Стереосистема или домашний кинотеатр?

Выбирая аудиосистему, требуется учитывать личные предпочтения по качеству звучания, формату воспроизведения звуков, площади помещений для прослушивания. В первую очередь следует определиться с задачей, для реализации которой приобретается акустика:

• если вам нужно оборудование преимущественно для прослушивания любимых музыкальных композиций в высоком качестве, то оптимальным вариантом станет стереосистема, т.е. система из двух колонок и усилителя;
• если акустика предназначается для озвучки фильмов, сериалов, другой ТВ- или кинопродукции, то лучше отдать предпочтение домашним кинотеатрам.

Площадь помещения прослушивания влияет на конфигурацию акустической системы. Так, для небольшой комнатки в квартире достаточно полочных спикеров формата 2.0 или 2.1, а для просторного кинозала в загородном доме уже стоит приобрести акустику в конфигурации от 5.1 до 9.1.1.

Конструкция акустических систем

Любая акустика состоит из нескольких основных частей:

• динамиков,
• разделительного фильтра,
• корпуса,
• разъёмов для подключения к источникам аудиосигналов.

Рассмотрим особенности каждой составляющей.

Типы и особенности динамиков

Это самая важная часть акустической системы, которая отвечает за передачу звуковых волн и определяет качество звучания. Главным элементом считается диффузор (мембрана), колебания которого и способствуют воспроизведению звуков. Динамики различаются по количеству полос, на которое разделён общий частотный диапазон:

• Однополосные спикеры передают только слышимые человеком частоты одной полосы, поэтому качество звучание является не очень высоким.
• Двухполосные акустические системы состоят из двух излучателей: низко/среднечастотного и высокочастотного. НЧ/СЧ полосу воспроизводит крупный диффузор, а ВЧ – небольшой твитер, называемый «пищалкой».
• Трёхполосная акустика оснащена тремя динамиками для каждого частотного диапазона НЧ, СЧ, ВЧ. Благодаря такой конструкции существенно повышается качество звучания на всём диапазоне частот, которые улавливают органы слуха человека (от 20 до 20 000 Гц).
• Четырёх и более полосные акустические системы ещё больше разделяют диапазон частот, улучшая качеству звука.

Характеристики разных излучателей

Благодаря разделению НЧ, СЧ и ВЧ динамиков в едином корпусе АС способствует выделению звуков необходимых частот и их эффективной обработке. Также это обеспечивает минимизирование акустического резонанса. Раздельные изолированные блоки акустики значительно снижают раскачку СЧ и ВЧ-излучателей на резонансных частотах.

• Если рассматривать конструкцию НЧ динамиков, то излучатель состоит из диффузора, подвески, магнитной системы, колебательной катушки и подвеса. Данные компоненты идеально передают басы, что и обуславливает их востребованность.
• Так как бо́льшая часть звуков, принимаемых органами слуха и головным мозгом человека, приходятся на средние частоты, к таким излучателям предъявляются повышенные требования. По конструкции СЧ динамики очень схожи с НЧ басовиками. Но чтобы расширить направленность в верхних сегментах звуковой секции, среднечастотники имеют более компактные размеры.
• Если говорить о ВЧ-твитерах, то их основной задачей является обеспечение максимально ровной и гладкой АЧХ в высокочастотном диапазоне акустических систем. Чтобы звуки верхних частот не «потерялись», а звучание не было тусклым, «пищалки» делают мощными и довольно громкими.

Материалы динамиков

Для обеспечения высокого качества воспроизведения звуков в конкретных частотных полосах производители тщательно подбирают материал, из которого изготавливают излучатели. Главная задача, которую ставят перед собой фирмы при создании акустических систем – получение максимально жёстких, но лёгких (даже невесомых) диффузоров. Для достижения этой цели каждый производитель разрабатывает инновационные материалы путём многочисленных проб и ошибок, стараясь находить компромиссные решения:

• В течение десятилетий наиболее распространённым вариантом изготовления диффузоров было использование целлюлозной бумаги. Данный материал обладает лёгкостью и неплохим демпфированием – это важные качества, которые обеспечивают получение максимально чистого звука без призвуков, уменьшение фазовых искажений и хорошей микродинамики, что гарантирует комфортное для человеческого слуха звучание. Целлюлозная бумага недостаточно жёсткая и быстро изнашивается, поэтому производители постепенно стали отказываться от этого материала.
• В 1970-х годах при изготовлении динамиков акустических систем стали использовать синтетические материалы из полипропилена. За последние десятилетия многие компании разработали уникальные запатентованные диффузоры, которые применяются и для современной акустики. Полимерные материалы обладают высокими демпфирующими свойствами и долговечностью, но их главным недостатком считается недостаточная жёсткость.
• Ещё один инновационный материал для изготовления диффузоров – кевлар. Такие волокна невероятно прочны и жёстки, хорошо воспроизводят звуки. Несмотря на неоспоримые преимущества, кевларовые диафрагмы имеют и свои минусы: большой вес, произведение резких частотных выбросов, что способствует искажению звуков. Чтобы устранить эти недостатки, многие компании работают над улучшением свойств кевларовых волокон, изготавливая гибридные диффузоры с добавлением других материалов.
• Также диффузоры динамиков выполняются из фольги на бумажной основе, овечьей шерсти и алюминиевой фольги, кераформа, белой индийской слюды, древесных волокон (канадская ель) и пр.

Назначение и особенности кроссовера

Качество широкополосного звучания подвержено пагубному влиянию целого ряда внешних факторов. Из-за этого обеспечение ровной и стабильной амплитудно-частотной характеристики, удовлетворяющей конкретным требованиям и стандартам, на всём рабочем диапазоне является весьма проблематичной задачей. Чтобы очистить звуки от примесей и внешних помех, акустические системы оснащают специальными разделительными фильтрами, которые называют кроссоверами.

Роль таких фильтрующих компонентов является весьма специфичной. При грамотно продуманной конструкции АС кроссоверы могут значительно улучшить качество звучания колонок, но в случае неправильных расчётов или использования неподходящих материалов разделительные фильтры могут наоборот усугубить искажения звуков. Причём данный дефект может наблюдаться даже при очень прочных корпусах акустики и отличных динамиках.

Основной задачей кроссоверов является разделение широкополосных входящих звуковых сигналов на отдельные частотные полосы с последующим выведением разделённых сигналов на соответствующий динамик. От данной задачи формируются необходимые характеристики фильтров, с учётом особенностей всех используемых динамиков конкретной акустики.

Кроссоверы выполняются из цифровых или аналоговых фильтров, которые или не пропускают сигналы конкретной частоты к заданным динамикам, или наоборот обеспечивают максимально качественную передачу звуков на нужные излучатели.

Типы корпусов акустических систем

Качество воспроизведения звуков существенно зависит от материалов, из которого выполнен корпус акустической системы. В разных коробах передними и задними стенками излучаются аудиосигналы с разной длиной волны. В идеале звуки, исходящие из динамиков, должны иметь минимальные искажения, прежде чем достигнуть органов слуха человека.

• Наилучшими демпфирующими свойствами обладает древесина, поэтому производители чаще всего используют её для изготовления корпусов акустических систем. Разные виды дерева имеют особую структуру волокон, что учитывают при сборке коробов колонок. Также во внимание берётся влажность воздуха той среды, в которой эксплуатируется акустика, поскольку волокна могут расширяться и сужаться, что будет приводить к изменениям качества воспроизведения. По этой причине чаще всего корпусы акустики выполняются из многослойной проклеенной фанеры (ОСП), древесно-стружечных плит (ДСП), мелкодисперсных древесноволокнистых плит (МДФ).
• Вторым по частоте применяемым материалов является металл. Наиболее популярными при выполнении корпусов АС являются сплавы алюминия, которые обладают лёгкостью и жёсткостью. Как правило, из этого материала делают верхние и нижние стенки коробов для акустики.
• При создании корпусов АС часто используется сланец. Несмотря на простоту обработки и хорошее поглощение вибраций, данный материал имеет внушительный вес, поэтому сланцевые корпусы применяются крайне редко.
• Также коробы акустики могут выполняться из пластика и подобных материалов. Популярными являются колонки из органического стекла, которые позволяют наслаждаться движением диффузоров и звуковых потоков со стороны закрытого корпуса.
• Отдельная категория аудиотехники – акустические системы из картона, прессованной бумаги и разных экзотических материалов.

Виды отделки акустических систем

При выборе акустики для домашнего кинотеатра или стереосистемы особое внимание уделяется внешнему виду настенных, полочных или напольных громкоговорителей. Чтобы колонки идеально сочетались с общим дизайном интерьера, следует грамотно выбирать окрас короба, фактуру поверхности и другие особенности отделки.

Существует огромное многообразие видов отделок акустических систем, от самых простых однотонных до довольно экзотичных. Качество и вид отделки во многом определяются материалом, из которого выполнен корпус акустики:

• деревянные коробы (из многослойной фанеры, листов ДСП и МДФ) могут быть покрыты краской и рояльным лаком, сверху могут наклеиваться виниловые плёнки, натуральный древесный шпон и пр.;
• колонки из металла (в особенности, алюминия) покрываются высококачественной краской;
• громкоговорители из пластика не требуют особой отделки, но данные изделия могут иметь разный цвет и фактуру поверхности (глянцевую, матовую, с шероховатостями и пр.).

Окрас акустических систем зачастую выполняют однотонным белым или чёрным, под натуральный рисунок дерева разных пород, под камень и т. д.

Способы подключения и типы разъёмов

Варианты подключения акустики к источникам аудиосигналов и устройствам управления варьируются, в зависимости от типа колонок. Так, пассивные акустические системы для коммутации оснащены:

• Клеммами или зажимными колодками. Такой тип подключения - самый популярный. Эти разъёмы преимущественно используются для домашних громкоговорителей и стереосистем небольшой мощности. Для соединения обычно используют двухполюсные кабели. При коммутации важно учитывать маркировку клемм. Как правило, плюсовые разъёмы обозначают знаком «+», но если он отсутствует. то по умолчанию плюсовыми считаются красные клеммы. Довольно часто для подсоединения к усилителю или ресиверу используются провода с оголённым краем – в таком случае кабель должен вставляться в клеммы зажимного типа. Для создания домашних кинотеатров или стереосистем минимальной конфигурации используются отдельные АС с двумя клеммами, если же колонки применяются парами в сложных конфигурациях, то количество разъёмов составляет от 4.
• Разъёмами Speakon: этот вариант предназначается для подключения профессиональных акустических систем большой мощности.

Если говорить об активной акустике, то для подключения к источникам звуков используют:

• разъёмы Mini-Jack 3.5 мм и порты RCA – для компьютерных акустических систем;
• Jack 6.3 мм и XLR – доля профессиональных АС.

Современные стереосистемы и домашние кинотеатры предусматривают использование беспроводного соединения. Для этого акустика оснащается специальными передатчиками и радиоприёмниками, настроенными на нужную частотную полосу.

Отметим, что для коммутации колонок с усилителями при больших расстояниях (например, для озвучивания крупных концертных залов) обязательно используется специальный трансформатор для повышения выходного напряжения аудиосигналов. Без таких агрегатов даже при использовании высококачественных кабелей мощность звучания будет существенно снижаться.

Далее в следующей части мы остановимся более подробно на основных характеристиках акустических систем.