Классификация акустических систем по типам: устройство, кроссоверы

Несмотря на то, что источник звука в любой акустике — это динамики, рассматривать только их не верно и устройство аудиоколонки более сложное. В АС встроены фильтры, а корпус, начиная от его конструкции и заканчивая материалом изготовления, оказывает влияние на конечный звук.

Чтобы выбрать акустическую систему, соответствующую вашим потребностям и возможностям необходимо учитывать все нюансы.

Это вторая часть из серии статей об АС, поэтому для лучшего понимания, рекомендуем начать ознакомление с основных понятий (терминология) об акустических системах, далее виды излучателей, о применяемых материалах корпусов, и наконец о характеристиках звука.

Устройство АС

Любая акустическая система состоит из:

• Излучателя (динамик) – в зависимости от назначения и количества полос может быть установлено от 1 до 7 громкоговорителей.
• Фильтрующих цепей – предназначены для разных целей: разбивки входящего звукового канала на частоты в соответствии с количеством полос, защиты от перегрузок, индексации уровней и т.д.
• Корпуса.
• Аудио кабелей, разъемов, клемм.
• Усилители – используются в активных АС.

Типы конструкций

В первую очередь все акустические системы разделаются на две большие категории:

• Активные акустические системы. Состоят из одного или нескольких громкоговорителей и усилителя мощности. Преимущество активных систем в том, что на этапе изготовления производители отлаживают работу усилителя и динамиков, что положительно сказывается на динамическом диапазоне и качестве звучания. Встроенный усилитель можно встретить в мониторных колонках и моделях активных сабвуферов.
• Пассивные акустические системы – это один или несколько динамиков воспроизводящих звуковой сигнал, поступающий с внешнего усилителя. Пассивные АС требуют усилителя с соответствующими параметрами. Акустика Hi-Fi и High-End класса в большинстве своем пассивная и требует подключения к усилителю и ресиверу.

Фактически все остальные классификации второстепенны и относятся к тому или иному типу.

Типы акустической системы по месту и способу установки

По способу установки принято разделять АС на:

• Напольные. Аудиоколонки большого размера, чаще всего фронтальные и сабвуферы. Конструкция напольных АС рассчитана на то, что под колонкой есть плоскость поглощающая и частично отражающая звук. Модели напольного типа нельзя поднимать и, например, подвешивать на стену т.к. это отразится на качестве звука.
• Потолочные. Предназначены для размещения на стенах или потолке на высоте человеческого роста, что позволяет улучшить звучание и выровнять частоты. Размеры потолочных моделей варьируются до 70 см, их рекомендуется устанавливать в небольших помещениях. Чаще всего это фронтальные колонки, сателлиты, акустика центрального канала и некоторые мониторы. Аудиоколонки могут быть подвесными (вешаются на стену на кронштейнах) или встраиваемые (устанавливаются в углубления в стенах или на потолке).

По назначению АС делятся на:

• Концертные. Акустические системы имеют большие габариты, высокую мощность и ударопрочный корпус.
• Ландшафтные. Используются на открытых участках вне помещения (парки, загородные дома и т.д.). Могут иметь самый необычный дизайн, чтобы сливаться с окружающим интерьером. Обладают влагозащищенным корпусом, выдерживают высокие и низкие температуры.
• Компьютерные. Как правило, небольшие аудиоколонки, имеющие по одному динамику на канал, простую конструкцию, не претендующую на высокое качество звука.
• Студийные. Профессиональные, дорогостоящие модели, используемые для получения звука самого высокого качества
• Для домашнего кинотеатра. Модели могут ограничиваться саундбаром, а могут иметь в составе до 7 отдельных колонок для получения объемного звука.
• Автомобильные. Группа разно частотных динамиков, как правило без корпуса, т.к. эту функцию выполняет салон автомобиля.

Типы акустического оформления

Как мы уже говорили акустическая система это один или несколько излучателей, разделительный фильтр, в некоторых моделях в зависимости от типа используемого динамика могут быть установлены усилители, трансформаторы, генераторы и все эти составляющие заключены в корпус. Именно акустическое оформление и вид корпуса заставляют АС звучать, проявлять или заглушать те или иные частоты и напрямую влияет на качество звука.

Открытого типа

Конструктивно состоят из толстой и плотной панели с врезанным динамиком. АС открытого типа распространяют звук с обеих сторон (с фронта и тыла). Благодаря отсутствию корпуса сведены к минимуму вибрации и отсутствует резонанс. Но подобная конструкция ослабляет низкие частоты, поэтому производители вынуждены устанавливать низкочастотные динамики больших размеров.

Закрытого типа

Герметичная коробка с выведенным на лицевую часть диффузором динамика. АС закрытого типа обладает хорошими звуковыми характеристиками и относительно ровной АЧХ. Однако именно в такой конструкции низкие частоты создают внутренний резонанс, что приводит к увеличению резонансной частоты излучателя и заставляет колебаться сам корпус. Поэтому стенки в закрытых корпусах делают толстыми и из жестких материалов.

Фазонверторного типа

Состоит из корпуса с отверстием и вставленного в него трубкой точно вымеренного сечения, диаметра и длины (фазоинвертор). Звуковые волны, изучаемые динамиком с тыльной стороны, отражаются от задней стенки корпуса, попадают в фазоинвертор, где меняют свою фазу и выводятся наружу. Однако, при частотах ниже резонансной наблюдается спад звукового давления.

Пассивный излучатель

Разновидность фазоинверторного типа, но в дополнение оснащен диффузором без корзины с магнитной схемой и катушки. Колебания, возникающие в закрытом корпусе, приводят к вибрации дополнительного диффузора, что позволяет значительно увеличить суммарное звуковое давление в низких частотах. Данная конструкция позволяет избавиться от шумов.

Лабиринт

В данной конструкции звуковые волны, поступающие с тыльной стороны диффузора, проходят через зигзагообразный лабиринт (звуковод) созданный перегородками. Выходное отверстие лабиринта выводится на стенку корпуса. Лабиринт не часто встретишь в АС, потому, что он требует точных расчетов длины, сечения и довольно сложен в изготовлении.

Рупорный громкоговоритель

Все описанные выше оформления применяются в основном для низких частот, а для получения качественного звука остального диапазона используется рупорное оформление. Устройство аудиоколонки в форме рупора делает излучение от динамика узконаправленным при этом существенно поднимая давление звука (громкость) в зоне прослушивания. Однако, на данный момент рупоры нечасто применяются в АС т.к. их практически совершенное звучание в определенных частотах не позволяет добиться приличных НЧ. Такому оформлению свойственно существенное колебание АЧХ. Рупоры подходят для определенного вида музыки и могут совершенно не подойти для другого, поэтому чаще всего их применяют в сочетании с другими видами акустического оформления.

Виды акустических систем по числу полос

Мы уже выяснили, что предпочтительно отдавать каждому частотному диапазону, отдельный динамик и такой параметр как количество полос и показывает, сколько динамиков установлено в колонке. К примеру, стандартные компьютерные аудиоколонки обладают всего одним широкополосным динамиком и соответственно имеют только одну полосу (канал). Существуют акустические системы, в которых есть 3, 5 и даже 7 полос и естественно, что чем больше каналов, тем глубже и качественней будет звучание. Наибольшее распространение получили следующие АС:

• Однополосные – воспроизводят один диапазон частот.
• 2-х полосные – обладают двумя динамиками, обычно высокочастотным и низкочастотным.
• 2,5-полосные – обладают одним высокочастотным излучателем и двумя низкочастотными (для низкого и среднего диапазона).
• 3-х полосные – имеют ВЧ, СЧ и НЧ громкоговорители.

Наиболее оптимальными признаны 2-4 полосные системы, а акустика с большим количеством полос относиться к профессиональной технике, и используется, например, в мониторных АС. Кроме того, каждый излучатель требует более сложную конструкцию кабинета.

В аудиоколонке с тремя каналами большая часть кабинета отдается под низкочастотный динамик, СЧ излучатель получает меньшее изолированное отделение внутри корпуса, а твитер занимает минимальное пространство в специально организованной для него полости и имеет рупорное оформление.

Разделительные фильтры (кроссоверы)

Желательно выбирать акустические системы с раздельными динамиками для определенных частот. Но в аудиоколонку поступает один электрический сигнал и необходимо его разделять на излучатели в соответствии их рабочему диапазону. Именно для этих задач в акустических системах устанавливают кроссоверы так же называемые разделительными фильтрами, и от их корректной работы зависит качество акустики.

При установке кроссоверов  учитываются характеристики каждого динамика, их частоты, крутизну затухания АЧХ, минимизировать задержки сигналов в зависимости от частоты и оптимизировать влияние собственных зависимостей на АЧХ. Кроме того, разделительные фильтры должны выдерживать большие токи, что особенно актуально для мощных АС.

В качестве альтернативы разделения частот между излучателями некоторые производители используют раздельное усиление Bi-wiring и Bi-amping. В данной конструкции поступающий сигнал разделяется электронным кроссовером на частоты, а потом они направляются на отдельные усилители, установленные на каждый динамик.  Bi-wiring и Bi-amping помогают более точно настроить систему и обеспечивают качественное звучание.

При изучении разделительных фильтров, можно встретить такое понятие, как частота среза кроссовера – частота, на которой совершается разделение частотных полос и обычно соответствует частотным полосам АС. Эта информация поможет определить, как хорошо согласуются друг с другом кроссоверы при самостоятельной сборке акустической системы.

Количество колонок

От количества полос зависит количество динамиков в аудиоколонках воспроизводящих определенные частоты. Однако даже четырехполосные аудиоколонки не способны создать объемный звук. Для получения максимальной реалистичности и глубины, следует учитывать количество колонок, которые расставляются в определённых местах в помещении и погружают пользователя в мир звуков.

• 1.0 — одна аудиоколонка, монозвучание, практически не встречается.
• 2.0 — самая простая система стереозвучания с двумя аудиоколонками.
• 2.1 — две колонки с сабвуфером для получения качественных басов.
• 3.1 – состоит из центральной колонки с сабвуфером и двух тыловых колонок.
• 4.0 — две фронтальные и две тыловые колонки создают объемный звук.
• 4.1 — две фронтальные и две тыловые колонки дополняются сабвуфером, которые усиливает объемное звучание глубокими басами.
• 5.0 – одна центральная, две фронтальных и две тыловых колонки.
• 5.1 — одна центральная, две фронтальных и две тыловых колонки в сочетании с сабвуфером чаще всего применяются в домашних АС для просмотра DVD или игр на ПК.
• 6.1 – одна центральная и одна центральная тыловая колонки с сабвуфером идут в комплекте с двумя фронтальными и двум тыловыми колонками.
• 7.1 – одна центральная аудиоколонка, сабвуфер, две центральные тыловые, две фронтальные и две тыловые колонки используются для воспроизведения DDSurround EX или DTS Surround EX форматов, а также в видеоиграх и видеоконтенте поддерживающем восьмиканальный звук.

Пример моделей АС

Мониторная акустическая система JBL 305P MkII

Мониторная АС активного типа с фазоинвертором. Двухполосная модель имеет динамические ВЧ излучатель диаметром 25 мм и НЧ/СЧ излучатель диаметром 127 мм. Корпус выполнен из МДФ. Частотный диапазон 43 Гц – 24 кГц, мощность 82 Вт, звуковое давление 108 дБ, частота кроссовера 1,725 кГц. Встроенный усилитель (Bi-amping), 2 балансных входа, соотношение сигнал/шум 75 дБ. Мощность усилителя на низких частотах — 41 Вт,  на высоких частотах — 41 Вт. Габариты ШхВхГ – 185х298х231 мм, вес 4,73 кг.

Концертная акустическая система BEHRINGER Eurolive B615D

Напольная АС активного типа с монополярным излучением. Две полосы, динамические излучатели: НЧ диаметром 44,45 мм рупорного типа и СЧ/ВЧ диаметром 381 мм. Диапазон частот 50 Гц – 18 кГц, максимальная мощность 1500 Вт, звуковое давление 126 дБ, частота кроссовера 1, кГц. Габариты ШхВхГ – 470х732х424 мм, вес 26,2 кг. Модель отлично подходит для проведения выездных мероприятий и работы в небольших залах до 100 человек.

Hi-Fi акустическая система YAMAHA NS-777

Напольная АС пассивного типа, с фазоинвертором и монополярным акустическим излучением. Трех полосная модель обладает ВЧ излучателем 25 мм, СЧ динамиком 127 мм и двумя НЧ излучателями по 203,2 мм. Способ подключения bi-wiring. Отделка корпуса под черный ясень. В конструкции предусмотрена съемная решетка и магнитная защита. Габариты ШхВхГ – 275х1100х391 мм, вес 24,2 кг. Модель обладает отличным качеством звука и насыщенным басом. Единственное, что отметили пользователи, модель необходимо отодвигать от стен на расстояние 30-50 см, иначе появляется гудение на басах.

Hi-Fi система для домашнего кинотеатра KEF Q350

Потолочная АС пассивного типа, двухполосная с фазоинвертором. Модель получила ВЧ динамик диаметром 25 мм и СЧ/НЧ динамик диаметром 165 мм. Рекомендуемая мощность усилителя мин/макс – 15/120 Вт.  Диапазон воспроизводимых частот 63Гц – 28 кГц, чувствительность 87 дБ, звуковое давление 110 дБ, сопротивление 3,7-8 Ом. Габариты ШхВхГ – 210х362х306 мм, вес 3,6 кг. Особо отмечается, что материал изготовления динамиков – алюминий, и весь указанный диапазон передается комфортно,  объемно и детально.

Встраиваемая акустическая система JBL 8124

Встраиваемый сателлит открытого типа для использования в структуре акустики домашнего кинотеатра. Пассивная АС имеет один динамик диаметром 100 мм. Мощность номинальная/максимальная 6/20 Вт. Диапазон воспроизводимых частот 60 Гц – 18 кГц, чувствительность 93 дБ, импеданс 8 Ом. Пластиковый корпус, в комплекте идет съемная решетка. Модель монтируется в потолок. Размеры диаметр/глубина – 206/89 мм, вес 1,2 кг, размер установочного отверстия – 175 мм.

Будем рады оценке «Понравилось» или «Не понравилось» и комментарию, о том, что именно не понравилось в статье. Если оценили материал отрицательно и прокомментировали, мы постараемся его улучшить — нам важно знать Ваше мнение!