Самодельная трехполосная акустика на динамиках Dayton Audio. Трёхполосная компонентная акустика 3 полосная акустика

Многополосные акустические системы обеспечивают высокое качество звучания благодаря тому, что каждый громкоговоритель специально предназначен для воспроизведения определённой полосы частот и соответственно оптимизирован. . Для обеспечения горизонтальной результирующей АЧХ полосы частот, воспроизводимых каждым динамиком, должны перекрываться плавно, дополняя друг друга. Рассогласование между уровнями звукового давления по полосам и расширение зоны совместного действия динамиков приводят к искажениям АЧХ. Поэтому для правильного выбора важно знать зависимость звукового давления от частоты раздела между полосами. Верхняя кривая соответствует розовому шуму, нижняя - современной музыке

Например, для трехполосной системы мощностью 100 Вт с частотами раздела 400 Гц и 3 кГц мощность распределится следующим образом (при одинаковой чувствительности динамиков) :

• НЧ-канал - 50 Вт
• СЧ-канал - 35 Вт
• ВЧ-канал - 15

Теоретически на количество полос АС ограничений нет. Чаще всего можно встретить трех и пятиполосные конструкции. Такие системы предоставляют большую гибкость в создании для каждой из головок оптимального режима нагрузки по мощности и частотному диапазону. Но одновременно возникают несколько проблем:

• большие габариты (сложнее обеспечить достаточную для отсутствия резонансов прочность, проблемы с дифракцией);
• более сложные кроссоверы;
• несколько областей совместного действия головок;
• необходимость выравнивания звукового давления головок в частотных полосах.

Неотъемлемой частью любой многополосной акустической системы являются разделительные фильтры, обеспечивающие подведение к каждой динамической головке только тех частот сигнала, для воспроизведения которых она предназначена. Общее число фильтров равно числу головок. В зависимости от полосы частот, для воспроизведения которых предназначена головка, различают низко-, средне- и высокочастотные динамические головки. Рекомендуемые значения граничных частот разделительных фильтров 500 Гц, 1, 2, 3, 4, 8 кГц.
Корпус акустической системы в области средних и высоких частот вносит также значительные искажения в воспроизводимый сигнал из-за колебаний стенок корпуса и заключенного в них объема воздуха. Это приводит к изменению формы АЧХ: снижению уровня звукового давления на низких частотах и увеличению неравномерности на средних; возрастанию нелинейных искажений и увеличению переходных процессов, что ухудшает качество звучания акустических систем, внося так называемые "ящичные" (boxes) призвуки. Анализ механизмов возникновения звукоизлучения из-за вибраций стенок корпуса показывает, что существуют два пути передачи колебаний от громкоговорителя к стенкам корпуса:

• - возбуждение колебаний внутреннего объема воздуха в корпусе от тыльной поверхности диафрагмы и передача через него колебаний на стенки корпуса;
• - прямая передача вибраций от диффузородержателя на переднюю стенку, а от нее на боковые и на заднюю.

В области частот примерно до 600 Гц существенный вклад вносят оба механизма передачи, на более высоких частотах в основном играет роль второй механизм. Для уменьшения влияния этих явлений используют различные конструктивные меры, а также различные способы звуко- и виброизоляции и поглощения. Для уменьшения передачи колебаний за счет внутреннего объема корпуса и демпфирования его внутренних резонансов применяют различные методы звукопоглощения: обычно корпус полностью или частично заполняется тонковолокнистыми упругопористыми материалами (синтетические волокна, минеральная вата и др.). Для увеличения коэффициента поглощения в области низких частот необходимо увеличивать толщину и плотность заполнения. Однако чрезмерное заполнение корпуса звукопоглощающим материалом может привести к снижению уровня звукового давления на низких частотах и к излишней "сухости" басов. Рекомендуемая плотность заполнения составляет 8-11 кг на куб. м. За последние годы создано новое поколение звукопоглощающих материалов, обеспечивающих эффективное демпфирование резонансных колебаний внутреннего объема в заданной области частот. В некоторых моделях используются перфорированные и сотовые панели поглотителей внутри корпуса. Внесение поглотителя значительно снижает неравномерность АЧХ Для уменьшения колебаний стенок корпуса необходимо применение мер, направленных на увеличение его звукоизолирующей способности. Звукоизолирующая способность корпуса акустической системы состоит в следующем: часть звуковой энергии, излучаемой внутрь корпуса диафрагмой громкоговорителя, поглощается в слоях звукопоглощающего материала, часть попадает на стенки корпуса. В стенках происходят следующие процессы: некоторая доля энергии возвращается обратно внутрь корпуса, другая рассеивается в материале стенок из-за потерь на трение и остаточную деформацию, третья проходит в окружающую среду за счет упругих продольных и поперечных колебаний стенок и через щели и поры в материале. Задача выбора конструкций стенок корпуса состоит в том, чтобы максимально увеличить коэффициент звукоизоляции, то есть уменьшить долю прошедшей энергии по отношению к падающей. Коэффициент звукоизоляции существенно зависит от жесткости и массы стенок. Поэтому для уменьшения общего уровня звукоизлучения от стенок (то есть для повышения их звукоизоляции) применяются различные меры для повышения их жесткости и массы.

• 1. Использование для стенок тяжелых и жестких материалов: кирпича, мрамора, пенобетона и др. Эффект звукоизоляции получается очень хороший (до 30 дБ и более), соответственно улучшается качество звучания акустических систем. Но такие корпуса оказываются слишком тяжелыми и дорогими для широкого применения, что затрудняет их изготовление и эксплуатацию. Поэтому в качестве материалов для корпусов обычно используются: многослойная фанера, древесностружечная плита (ДСП), древесноволокнистая плита (ДВП) и др. (толщина фанеры для боковых стенок выбирается в пределах 18...20 мм, для лицевых — 20...40 мм).
• 2. Применение многослойных материалов из слоев различной жесткости и плотности, что позволяет существенно уменьшить колебания стенок.
• 3. Использование специальных вибропоглощающих покрытий стенок корпуса. В зависимости от диапазона резонансных частот стенок выбираются "жесткие", "мягкие" или армированные покрытия.
• 4. Применение конструктивных мер: ребер жесткости, стяжек, распорок между стенками, разделение корпуса на отдельные отсеки и т. д.

Предыдущие публикации Сергея Давыдовича в «Салоне AV» вызвали такой шквал откликов, что мы просто не можем не продолжить начатую тему. Самостоятельное изготовление хороших, но недорогих акустических систем не утопия, но вполне посильная задача. Делать ящики можно поручить знакомому столяру, да и приличные динамики все чаще встречаются в ассортименте российских торговых фирм. Не проблема приобрести и детали для кроссоверов, причем самого разного уровня - от начального до отъявленно аудиофильского.

Поскольку читатели, способные правильно держать ножовку и киянку, наверняка знакомы с моими раннее опубликованными проектами, буду предельно краток. Цель данного - создание технологичного громкоговорителя с максимально возможным показателем качество/цена и хорошей повторяемостью в домашних условиях. Именно последний фактор и определил выбор головок и конструктивных решений корпуса, т.е. закрытый ящик (фазоинвертор нужно настраивать, а процесс это утомительный и требует определенных навыков) и динамические излучатели из линейки известной датской фирмы Peerless с малым разбросом параметров от экземпляра к экземпляру. Это вуфер 850140 с многослойным диффузором из полипропилена ($140), среднечастотник 821615 или 821385 в заводском акустическом оформлении ($113) и твитер 810665 с шелковым куполом ($82). Цены указаны за пару, так что стоимость комплекта динамиков для нашего трехполосного проекта составит 335 у.е., что, согласитесь, не так уж и много. Правда, за выбор относительно недорогого СЧ/ВЧ-звена пришлось заплатить некоторым усложнением кроссовера (см. схему). Для подавления резонансного пика пищалки в схему был введен режекторный фильтр на элементах R1, L2, C2, C3, а для компенсации подъема АЧХ в среднечастотной области - L4, R5, C9. Конденсаторы лучше взять полипропиленовые Solen, а катушки мотать толстым медным проводом на немагнитных каркасах.

Технология изготовления корпуса была подробно описана в августовском номере журнала «Салон AV», и возвращаться к ней вряд ли целесообразно. Модуль полного сопротивления Z системы показан на рис. 1, а ее АЧХ - на рис. 2. Видно, что чувствительность колонок находится на уровне 85 - 87 дБ/Вт/м, а неравномерность характеристики укладывается в допуск ±6 дБ. Это очень неплохой результат, с учетом стоимости проекта. На рис. 3 показаны АЧХ головок 821615 и 821385.

Рис. 1. Модуль полного сопротивления Z.

Рис. 2. АЧХ акустической системы.

Рис. 3. АЧХ динамиков 821615 (magenta) и 821385 (cyan).

Об авторe

Сергей Бать собрал свой первый ламповый радиоприемник в 1953-м и с тех пор регулярно печатается в журнале «Радио». Помимо электроники, профессионально конструирует акустические системы и даже удостоился внимания американского журнала для самодельщиков «Speaker Builder». Два проекта - недорогие двухполосные АС и двухкорпусный громкоговоритель - были опубликованы в «Салоне AV» (№8/2000 и №1/2001).

Напольными акустическими системами Hi-Fi и Hi-End класса называют колонки, предназначенные для домашнего использования. Акустические системы такого типа применяются для работы в стереосистемах, комплексах 2.1 или домашних кинотеатрах 5.1 и 7.1 в качестве фронтальных сателлитов. Такая акустика хорошо себя зарекомендовала, так как обладает хорошими техническими характеристиками и достаточным запасом мощности. Так же эти колонки выполнены в стильном дизайне, который дополняет домашний интерьер и имеют съемную переднюю рамку с защитной сеткой для более эстетического вида. В комплекте с напольными акустическими системами идут металлические шипы. Они вставляются или вкручиваются в качестве ножек для ограничения привязки к полу во избежание лишних резонансов. Некоторые фирмы-производители ( , ) оснащают свои системы дополнительными основаниями.

Выбор напольной акустики

Выбор напольной акустики Hi-Fi и Hi-End класса довольно трепетный процесс, в котором необходимо тщательным образом ознакомиться с техническими характеристиками системы и грамотно подобрать усилитель мощности. Акустическая система должна быть одного класса с усилителем, а также корректно согласовываться по параметрам мощности и сопротивления. Для высококачественной системы лучше отдавать предпочтение проверенным производителям, таким как , и прочим. Мощность колонок желательно подбирать такую, чтобы система работала в номинальном режиме, то есть не подвергалась длительной работе на предельной мощности. Особое внимание стоит уделять параметрам частотной характеристики. Чем шире показатели (числовое значение нижнего порога меньше, а верхнего порога больше), тем шире диапазон воспроизводимых частот, а значит и система будет звучать лучше.

При подключении Hi-Fi акустики к усилителю, следует использовать высококачественные акустические кабеля. Среди меломанов принято считать, что акустический кабель это 30% звука. Диаметр кабеля следует использовать с большим сечением жилы, так как это обеспечивает минимальное сопротивление, а значит и лучшую передачу сигнала. Подключается высококачественная напольная акустика как традиционным способом, так и типом Bi-Wiring/Bi-Amping. В этом случае акустического кабеля потребуется вдвое больше, так как для подключения одной колонки используется два кабеля, то есть НЧ и СЧ/ВЧ секции системы коммутируются отдельно и работают независимо. Для подключения такого типа, на коммутационных клеммах колонки существуют металлические перемычки, которые перед подключением необходимо снять. Тип такого подключения акустики можно рассмотреть на моделях: , .

Купить напольную акустику

Купить напольную акустику Hi-Fi и Hi-End класса можно в данном разделе, при этом оформить заказ можно как в онлайн режиме через корзину, либо же позвонив по одному из . В случае, когда Вы не можете найти интересующею Вас модель, либо у Вас возникли вопросы, либо же сомневаетесь в выборе, обязательно обращайтесь к нашим специалистам по тем же контактным телефонам. Мы с радостью поможем в выборе, проконсультируем по комплектации, посоветуем производителя, подберем периферию и поможем сэкономить Ваши средства подобрав лучшее решения под Вашу задачу.

Наша компания находится не первый год на рынке и завоевала доверие многих пользователей. Вся предоставленная для заказа продукция поставляется официальными дилерами, имеет сертификаты соответствия качеству, а также официальную гарантию от производителя. Обращаясь к нам, Вы гарантированно получите лучший товар за разумные деньги.

Участника теста:
35 000 - 78 000 Р *

Принято считать, что наиболее точный и сбалансированный звук создает не напольная, а полочная акустика. Мы часто даже называем полочные колонки «мониторами», имея в виду их почти студийную точность звучания. Однако трехполосная конфигурация, которая также весьма способствует повышению точности и разрешающей способности, используется в полочных моделях крайне редко. Лишь пять моделей удалось найти для нашего теста. Посмотрим, насколько они окажутся хороши.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

В трехполосной акустике на каждый излучатель приходится более узкий диапазон частот, благодаря чему мы получаем более высокое разрешение и если не более глубокий, то по крайней мере более четкий и управляемый бас. Однако согласование трех полос требует сложных фильтров, что может привести к снижению динамики, фазовым искажениям и нарушению тонального баланса. Эти аспекты звука я предлагаю рассмотреть особенно внимательно, Качество и цена также будут учтены и получат соответствующие оценки.

78 000 Р *

57 900 Р *

56 700 Р *

35 000 Р *

40 320 Р *

Сводная таблица

Результаты

По сути своей трехполосная конструкция является самой оптимальной: распределив частоты по трем динамикам, можно заметно увеличить детальность, расширить частотный диапазон, обеспечить лучшую управляемость каждого излучателя и снизить уровень искажений. Однако при этом разработчику необходимо привести к общему знаменателю три совершенно разных по существу излучателя, задав тем самым правильную форму АЧХ и по возможности сохранив их чувствительность на приемлемом уровне.

Все представленные в тесте акустические системы продемонстрировали высокое для своей ценовой группы разрешение, очевидно лучшее, чем у большинства двухполосных моделей аналогичной стоимости, однако не все раскрыли потенциал трехполосной системы в полной мере.

С технической точки зрения
трехполосная конфигурация дает
разработчику гораздо больше
шансов создать ровную, тонально
сбалансированную и широкую АЧХ,
нежели двухполосная.

Из пяти исследуемых моделей лишь в одной были продемонстрированы сразу все преимущества использования трех полос. По этой причине я решил ограничиться одним призом симпатий, вручив его модели Polk Audio LSiM703. Эта акустика звучит наиболее ровно, достоверно и интересно. К тому же она обладает самым мощным басом, позволяющим обойтись без дополнительной НЧ-поддержки. Такой звук вполне подпадает под определение мониторного.

Еще одним потенциальным претендентом на приз симпатий была акустика Kef R300, способная весьма качественно воспроизводить СЧ/ВЧ-диапазон, однако не самый подходящий для данной модели НЧ-драйвер вынуждает использовать сабвуфер с высокой частотой среза, что значительно увеличивает сложность и стоимость системы.

Также стоит отметить неплохой потенциал, заложенный в модели Quadral Argentum 330, раскрыть который можно путем правильного выбора сабвуфера.

* УКАЗАНА ПРИБЛИЗИТЕЛЬНАЯ ЦЕНА

3-полосная акустика в автомобиле

Любители слушать в автомобиле музыку высокого качества непременно оценят возможности современных систем, выпускаемых различными производителями. Среди множества видов и систем, отдельное место заслуженно занимаем трехполосная акустика, которая составляет конкуренцию двухполосной.
Акустика трехполосная рассчитана на людей, требовательно относящихся к качеству звука, и в этой статье мы узнаем про нее все.

Общий взгляд на трехполосную акустику

Как правило, мнение профессионалов и экспертов в области хорошего звука всегда на стороне 3-полосной акустики. Это не аксиома, но большинство из них сходятся в едином понимании того, что такая акустика идеально подходит для профессионального понимания.
Итак:

• В первую очередь, начнем с того, что наличие сабвуфера(см.) – это обязательный вариант в любой акустике и та же двухполосная акустика уже становится 3-полосной, а последняя уже 4-полосной.
• Сабвуфер в двухполосной системе – это важнейший динамик и без него данный вид акустики воспроизвести хороший и качественный звук просто не в состоянии.

Примечание. Сабвуферы нужны для того чтобы хорошо отрабатывать басы. В автомобиле частенько возникают трудности с инсталляцией саба, в связи с ограничением пространства салона.
Кроме того, важнейшее значение имеет правильное расположение басовика, в противном случае никакой пользы от установки не будет.

• Появление 3-полосной акустики и вызвано как раз тем, что сабвуфер устанавливать немного сложно. Но это вовсе не означает, что трехполосная акустика без проблем играет без саба.
  Но она обходится без него, ведь с информативными басами вполне справляется. Кроме того, если размер головок басовой секции 200 мм или даже больше, то сабвуфер использовать и не обязательно вовсе. С другой стороны, любителям музыки, которая так сказать «колбасит», без этого динамика не обойтись.
• Преимущество 3-полосной акустики проявляется и в том, что она подразумевает более правильную акустическую сцену. Так, большая часть формировки звуковой сцены в салоне автомобиля возлагается на пищалки, которые играют в полный рост выше 5 кГц.
  3-полосная система в данном случае актуальна, так как подразумевает наличие среднечастотника, захватывающего часть диапазона и мидрейнджера, максимально мобильного в тесном салоне машины.

• В трехполосной акустической системе увеличены басовики. Эти самые большие низкочастотники вносят меньше искажений из-за того, что имеют большой размер.
• В трехполосных системах используются лучшие по качеству кроссоверы. Они и сложнее и больше. Имеют такие кроссоверы два фильтра низких частот и столько же фильтров, пропускающих ВЧ.

Разница между двух- и трехполосной акустикой

Двухполосный или трехполосный? Вечная борьба на всех этапах соревнования, которая идет, если честно, с переменным успехом.
Каждой из этих систем уделено свое место. Если трехполосная система намного сложнее двухполосной и более точнее из нее выходит звук, то и установка значительно труднее и не каждому по плечу.
Но обо всем поподробнее:

• Для начала в точности уясним, а какую из систем надо называть 3-полосной, какую 2-ух? Наличие саба, как и говорилось выше, актуально в обоих случаях. В количество полос он не входит.

Примечание. Любая трехполосная акустическая система состоит из мидбаса, среднечастотника и высокочастотника. Двухполосная система же состоит из одного динамика, воспроизводящего мидбас и СЧ, а также высокочастотника.

• По умолчанию в трехполосной системе лучше звуковая сцена, чем в двухполосной акустике. Именно СЧ динамик несет основную часть так называемой «пространственной» информации.
  Он заметно компактнее мидбаса по размерам и дает уникальную возможность установщику поместить его оптимально направленно.

Примечание. СЧ динамик не потребует объемного акустического оформления, как мидбас. По сути, это означает, что его можно установить где угодно.

• В качестве места для установки среднечастотника трехполосной акустики часто выбирают топредо, реже стойки автомобиля и двери.
• Общая диаграмма направленности в трехполосной системе гораздо более предсказуема, чем двухполосная. В этой акустике каждый динамик(см.) является отдельным звеном, но солирующим с остальными, которым и передает свою музыкальную «эстафету» по частоте.
• Трехполосная акустика мощнее двухполосной по вполне понятным причинам. Эта система способна создавать большее звуковое давление и громкость звука идет практически без искажений.

• Трехполосные системы гораздо дороже двухполосных, как по затратам на покупку, так и по стоимости установки. Монтаж трехполосной акустики вообще для многих неприемлем, и поэтому ими отдается предпочтение двухполосным акустическим системам.

Примечание. Сложность установки трехполосной системы заключается, в первую очередь, в кроссовере, который на стадии установки представляет собой такую проблему, что его лучше выбросить и подобрать новый. Дело в том, что штатный трехполосный кроссовер способен функционировать только при идеальном варианте размещения динамиков, то есть на одинаковом расстоянии от слушателя, а в салоне автомобиля достичь этого довольно сложно.

• Установка трехполосной системы сложна еще и тем, что установщик должен иметь хороший музыкальный слух. Кроме того, на плечи установщика ложится и забота о наличии специального инструментария, в этом случае особого и трудно находимого.
  И такой специалист, разумеется, не обойдется дешево. Доверять же монтаж такой системы кому попало очень опасно, так как риск испортить акустику в этом случае вдвойне велик, чем в случае с двухполосной.

Что же делать? Отказаться из-за сложности установки от сложной трехполосной системы в угоду двухполосной?
Ответ неоднозначен и скорее всего, зависит это от того, насколько владелец будущей акустики понимаем трудоемкость процесса монтажа и его затратность. Если он обязательно хочет слушать музыку с превосходным звуком, без каких-либо искажений, то придется сделать выбор в пользу 3-полосной акустики, и это будет правильным решением.
Установить трехполосную систему своими руками очень сложно, хотя в сети и можно найти подходящие инструкции, как это сделать. В процессе монтажа поможет просмотр видео и фото – материалов.
Как и говорилось выше, цена на установку такой акустики довольно высока, поэтому провести все самому выгодно, но очень рискованно.