Постулаты чистого звука. Часть 2. Про цепи

Сегодня мы завершаем цикл статей, посвящённых проблеме выбора акустических систем (начало см. в «МБ» №23’2007, 24’2007, 25’2007).

Щас спою
Немаловажную роль в воспроизведении звука играют непосредственно излучатели, или, как мы говорим, динамические головки. По принципу действия излучатели подразделяются на электродинамические, электростатические, пьезокерамические, плазменные и пр. Наибольшее распространение благодаря простоте своей конструкции получили электродинамические излучатели. Они подразделяются в свою очередь на катушечные, ленточные и изодинамические (так называемые излучатели Хейла).
Головки, поверхность диафрагмы которых излучает звук непосредственно в окружающую среду, называются громкоговорителями прямого излучения. Это наиболее распространенный и дешёвый тип излучателя. Однако КПД такой головки
ничтожно мал. В том случае, когда диафрагма излучает звук внутрь камеры (называемой предрупорной), где происходит трансформация скорости звукового давления, громкоговоритель называется рупорным (узкогорлым). Этот тип излучателя имеет гораздо больший КПД. Однако конструкция и расчёт таких излучателей – сложный процесс. Такие головки дороги в производстве и применимы в основном в концертном оборудовании и домашней акустике класса Hi-End.
В высококачественных АС применяется принцип разделения частот, т.е. для воспроизведения используется не одна широкополосная головка, а три или даже четыре, воспроизводящие только свою полосу частот. Вот что пишет в своей книге «Closed Box Loudspeaker System Analisis» мистер R.H. Small: «В АС высшей категории используется три или четыре частотные поддиапазона. Это связано с тем, что применение одного широкополосного излучателя не позволяет обеспечить равномерность АЧХ АС в полном диапазоне частот и снизить уровень интермодуляционных искажений». Как-то довелось мне увидеть и услышать в живую акустику легендарной фирмы B&W (имевшую, кстати, четыре частотные поддиапазона). Мало того, что это просто красивое изделие, но звук! – звук превзошел всё мои ожидания. Вот это действительно качество! Ну да ладно, что-то я увлёкся. Вернёмся к нашим баранам.
В качестве ВЧ-головок недобросовестные производители часто используют пьезоизлучатели (что-то вроде пищалок из наручных электронных часов). Такую АС покупать не стоит, ибо эффективность и качество воспроизведения высоких частот такой системы сведены к нулю.
Качество воспроизводимого звука очень зависит от материала диафрагмы излучателя и его подвеса (элемент, крепящий диафрагму к держателю). В настоящее время материалом для диафрагмы является прессованная сульфатная или сульфитная целлюлоза (обладающая наиболее предпочтительными физико-механическими свойствами), а также полимерные, сотовые и композитные материалы, в некоторых случаях значительно превосходящие по параметрам ту же бумагу. При покупке АС выбирайте ту, подвес диафрагмы головок которой изготовлен из латекса или мягкой резины.
Очень часто при транспортировке или изготовлении излучателей нарушается центровка магнитной системы. Это приводит к заеданию диффузора и, как следствие, искажению звука. Поэтому при покупке по возможности проверьте ход диффузоров головок путём лёгкого нажатия на него. Ход должен быть свободным, без посторонних звуков.

Ленточный преобразователь

Любой электроакустический преобразователь характеризуют показатели, определяющие эффективность и качество его работы. Важнейшие из них: чувствительность, диапазон воспроизводимых частот, неравномерность АЧХ, мощность и коэффициент нелинейных искажений. При расчёте АС используются так называемые характеристики Тиля – Смолла. На них не будем останавливаться, ибо простому пользователю эти цифры ничего не скажут. Все вышеописанные параметры являются справочными, и при желании их можно найти. Что касается НЧ-головок, то они, кроме всего прочего, должны обладать значительной температурной устойчивостью, т.к. при больших мощностях электрическая часть излучателя может нагреваться до 150...2000С.
Мы же остановимся на мощности. Нашими, российскими ГОСТами определены четыре различных значения.
1.Характеристическая мощность – электрическая мощность, подводимая к АС или излучателю, соответствующая заданному звуковому давлению в 1 Па (проще говоря, мощность, необходимая для создания давления в 1 Па), в заданном диапазоне частот, приведённая к расстоянию 1 м от рабочего центра. Эта мощность является номинальной.
2.Предельная максимальная (паспортная) мощность – электрическая мощность, при которой излучатель или АС может работать длительное время без механических и тепловых повреждений. Именно эта мощность является основной при выборе АС!
3.Предельная максимальная долговременная мощность – мощность, которую АС или излучатель может выдержать в течение 1 минуты без механических и тепловых повреждений. Этот параметр производители АС практически никогда не указывают, за редким исключением.
4. Предельная максимальная кратковременная (музыкальная) мощность – мощность, которую АС или излучатель может выдержать в течение 1 секунды. Именно это значение «китайские» производители так любят указывать (обычно аббревиатура PMPO) в характеристиках своих аппаратов, привлекая потенциального покупателя большими цифрами. Узнать настоящую мощность АС можно, разделив это значение примерно на 40.
Следующие, не менее важные параметры – коэффициент нелинейных искажений и коэффициент гармоник. Эти параметры производители указывают очень редко, иногда не указывают специально. Если первый относится скорее к усилителю, то второй непосредственно к «ящику» с излучателями. Именно по этим параметрам можно судить о качественной составляющей излучаемого АС звука. Чем меньше эти показатели, тем ближе звуковая картина к искомой. Оценить эти параметры, конечно, можно субъективно, на слух. Однако у каждого свои идеалы. Поэтому измерение производится в основном объективным спектрально-временным способом, и в домашних условиях практически невозможно. Для класса Hi-Fi коэффициенты не должны превышать цифры в 1,5%.

Изодинамический преобразователь

Ещё один параметр – неравномерность частотной характеристики, или разность между максимальным и минимальным уровнем звукового давления в заданном диапазоне частот. У дешёвых или некачественных АС это значение иногда достигает цифры в 15…30 (!) дБ (к примеру, у многими уважаемой Microlab Solo3 mk3 реально этот параметр имеет значение 10,7 дБ – вывод напрашивается сам). Всё это выражается в переизбытке или нехватке каких-либо частот в общей картине звучания. А между тем неравномерность у АС класса Hi-Fi не должна превышать ±4 дБ.
И, наконец, последний параметр – диапазон воспроизводимых частот. Чем шире это значение, тем лучше. Существует мнение, что человек способен слышать звуки в диапазоне от 13…17 Гц
до 18…22 кГц. Так вот, доказано, что на подсознательном уровне человек способен улавливать колебания от 2 Гц до 30…7 кГц. Причём чем выше верхняя граница диапазона частот, которые может воспроизвести АС + усилитель, тем звук более естественно воспринимается человеком. Для аппаратуры класса Hi‑Fi это значение находится в диапазоне 31,5…25000 Гц, для класса Hi-End от 2 Гц и не менее 45 кГц.
Теперь немного об электронной части, состоящей в основном из предварительного усилителя, корректоров и усилителя мощности. Первое: доказан и неоспорим тот факт, что чем меньше на пути входного сигнала элементов, блоков (схем), тем чище выходной сигнал, тем ближе он к натуральному. В предварительных цепях стараются обходиться без электролитических конденсаторов на пути следования сигнала и применяют малошумящие элементы. Недобросовестные производители пренебрегают этим правилом и используют дешёвые аналоги (например, вместо прецизионных операционных усилителей применяют промышленные аналоги и пр.). Применение регуляторов тембра нежелательно (это приводит к дополнительным искажениям сигнала). А в Hi-End усилителях, кроме регулятора громкости, на передней панели вы больше ничего не увидите (никаких тембров, никаких корректоров и прочей ерунды).
Второе: цепи питания предварительных цепей, цепей управления (индикаторы, управляющие процессоры) и цепей усилителя мощности должны быть развязаны, другими словами питаться от разных обмоток трансформатора. В Hi-End аппаратуре на каждый канал вообще отводится собственный, отдельный источник питания.
Третье: все входные цепи и блоки должны быть экранированы. В противном случае аппаратура будет собирать все окружающие её помехи. Проверяется просто: рядом с аудиосистемой производится звонок куда-либо по сотовому телефону. Плохая система сразу воспроизведёт характерный неприятный стрекот.
Стоит сказать и о том, что порядочная фирма никогда не будет встраивать ресивер в корпус самой АС, а сделает его отдельным блоком.

Катушечный преобразователь

Кроме того, качественный усилитель (ресивер) позволяет оперировать такими параметрами, как длина и ширина комнаты, а также расстояние до субъекта (слушателя). При оперировании этими параметрами выходной сигнал каждого из каналов задерживается на определённое время. Особенно это актуально в больших помещениях.
Что касается применения в электронных схемах интегральных УМЗЧ, то здесь большинство специалистов считают их применение нецелесообразным, т.к. этот способ является дешёвым аналогом схем на дискретных элементах и не позволяет добиться хороших характеристик. Дело в том, что полупроводниковые элементы в плечах усилителя должны быть комплементарны, т.е. иметь абсолютно одинаковые характеристики. Добиться такого сходства при изготовлении интегрального усилителя очень сложно. К тому же отличающийся по параметрам элемент невозможно убрать с кристалла и нанести его снова. В этом основной недостаток интегральных усилителей. Однако подавляющее большинство активных АС построены именно на интегральных УМЗЧ за редким исключением. Иначе говоря, слушать звук посредством интегральных усилителей всё равно, что смотреть человеку с нормальным зрением через чужие очки – невозможно разглядеть большинство нюансов и мелких деталей.
В завершении сего размышления в двух частях напрашивается соответствующий вывод: индустрия звука – это вам не ямы рыть. Здесь учитывается всё. Каждая неверно сработанная мелочь может испортить всю картину звука и серьёзно подпортить репутацию производителя.
Тем же, кому дороги свои барабанные перепонки, рекомендую перед выбором аудиотехники почитать литературу по акустике или посетить сайты, посвящённые этой тематике. И уж ни в коем случае не слушать советов продавцов в магазинах.
Люди, будьте разборчивее в выборе аудиоаппаратуры!


Рекомендуем почитать: