Полнодиапазонный динамик

Поперечное сечение полнодиапазонного динамика с диффузором.

Полнодиапазонный определяется как динамик , динамик громкоговорителя который воспроизводит как можно большую часть слышимого диапазона частот в пределах ограничений, налагаемых физическими ограничениями конкретной конструкции. Частотный диапазон этих драйверов максимизируется за счет использования диффузора и других средств. Большинство систем с одним драйвером, например, в радиоприемниках или в конструкциях небольших компьютерных динамиков , не могут воспроизводить все слышимые частоты или весь слышимый звуковой диапазон (т. е. звук в пределах диапазона человеческого слуха).

Типовые конструкции

Обычно полнодиапазонный привод состоит из одного излучателя или звуковой катушки , используемого для перемещения и управления диафрагмой . Часто структура диффузора включает в себя оптимизацию для улучшения высокочастотных характеристик. Например, небольшой легкий рупор или диффузор можно установить в месте соединения звуковой катушки и диафрагмы, тем самым увеличивая выходную мощность на высоких частотах. Форма и материалы, используемые в диффузоре и визере, оптимизированы. Производители стремятся оптимизировать материалы, дизайн и конструкцию каждого компонента для достижения оптимальных характеристик и качества звука. Передовые технологии, такие как неодимовые магниты, системы охлаждения звуковых катушек и волноводы, еще больше расширяют возможности динамиков, обеспечивая точное воспроизведение звука и минимизируя искажения. ^[1]

В другой конструкции вместо обычного пылезащитного колпака используется излучающий купол; он акустически активен. В большинстве динамиков такие пылезащитные колпачки сконструированы так, чтобы быть относительно акустически инертными. Иногда пылезащитный колпачок имеет форму небольшого конуса, который, как утверждается, улучшает дисперсию на более высоких частотах. Тем не менее, в других конструкциях просто модифицируются материалы диафрагмы и купола / свистка вместо того, чтобы совместимо соединять диафрагму для достижения работы в полном диапазоне. ^{[ нужна ссылка ]}

В некоторых конструкциях основная диафрагма может быть соединена со звуковой катушкой с помощью податливой связи, так что высокочастотные вибрации не передаются в нее, а вместо этого перемещают диффузор. Метод использования податливо соединенной (или модифицированной) диафрагмы для низких частот и вспомогательного свистка или модифицированного пылезащитного колпачка (купола) для высоких частот динамика представляет собой механическую реализацию аудиокроссовера .

Поскольку требования к полнодиапазонному драйверу включают в себя как хорошие низкие, так и высокие частоты (которые противоречивы с точки зрения физической конструкции), полнодиапазонный драйвер обычно ограничивается охватом звукового спектра выше 100 Гц, оставляя более низкие частоты для можно регулировать/дополнять отдельным сабвуфером или специальной конструкцией корпуса для усиления низких частот. Эти требования обычно означают, что полнодиапазонный динамик должен иметь хорошую чувствительность (для низких частот) и легкую звуковую катушку (для высоких частот) — в этих динамиках обычно используется более крупный или мощный магнит, чем обычно, что улучшает чувствительность и, таким образом, снижает мощность. требования на низких частотах, а также позволяют использовать более легкую звуковую катушку. Кроме того, многие из них имеют ограниченный максимальный ход, что требует специальных корпусов, которые не требуют больших отклонений на низких частотах для получения приемлемого выходного сигнала на низких частотах.

Есть редкие исключения, в которых для управления общей диафрагмой используются несколько элементов, но их не следует путать с коаксиальными динамиками , в которых используются отдельные и концентрически выровненные элементы для достижения желаемого диапазона воспроизведения, и которые строго не классифицируются как полнодиапазонные динамики. .

Полнодиапазонные драйверы используются в самых разных приложениях: от телевизоров и компьютерных колонок до акустических систем Hi-Fi. На производительность динамиков существенно влияет их корпус, а корпуса варьируются от обычных бежевых пластиковых коробок нижнего предела шкалы до больших рупорных корпусов с впечатляющим качеством звука.

Нетипичные конструкции

Немецкая компания Manger производит необычный широкодиапазонный динамик в виде дифференциально-изгибающегося динамика с плоской диафрагмой диаметром около восьми дюймов. Manger заявляет о производительности, как на максимальном уровне, так и о расширенном низкочастотном отклике, что значительно лучше, чем у традиционных полнодиапазонных динамиков.

Еще одной необычной конструкцией полнодиапазонного динамика является драйвер Уолша, популярный в акустических системах Ohm hi-fi, где он воспроизводит почти весь слышимый диапазон частот. Ранние устройства Уолша были большими и дорогими. В этих драйверах использовался одиночный диффузор, сделанный из бумаги в основании, воспроизводящий низкие частоты, алюминиевый в средней части и титановый в зоне грифа для воспроизведения высоких частот. Прорези в бумажной области диффузора, покрытые силиконом, вместе с внутренними подушечками из пенопласта обеспечивали механизмы для максимально плоской настройки частотной характеристики. Громкоговорители, использующие драйвер Уолша, все еще находятся в производстве, хотя в них используется твитер, поэтому они больше не могут считаться полнодиапазонными динамиками.

Вариант драйвера Уолша от компании German Physiks, базирующейся в Майнтале недалеко от Франкфурта, доступен в двух формах. В одном используется диффузор из титановой фольги толщиной 0,025 мм, а в улучшенной версии — углеродное волокно толщиной 0,15 мм. Они используются в линейке аудиофильских громкоговорителей. ^[2]

Большие электростатические громкоговорители можно рассматривать как полнодиапазонные громкоговорители в том смысле, что они способны воспроизводить большую часть звукового диапазона частот.

Приложения

Полнодиапазонные динамики можно найти в самых разных приложениях: от недорогих мультимедийных громкоговорителей до более дорогих экзотических систем, причем последние часто используют большие линии передачи или с рупорной нагрузкой корпуса для увеличения низкочастотного выходного сигнала. В Интернете существует активная группа любителей по созданию динамиков, специализирующаяся на полнодиапазонных динамиках и корпусах для них.

Поскольку каждый электронный, механический или акустический компонент в цепи воспроизведения, независимо от цели, ухудшает мелкие детали, чем меньше компонентов между клеммами усилителя и комнатой прослушивания, тем лучше. Сюда относятся и обычные «среднекилогерцовые» кроссоверы, которые, кроме того, разрушают естественную целостность гармонической структуры резким отрывом гармоник от основных частот. Этих проблем можно избежать с помощью одноконусного драйвера с подвижной катушкой, который относится к громкоговорителям так же, как колесо к автомобилю.

Эдвард Джеймс Джордан, интервью ТНТ-Аудио ^[3]

Коммерческие приложения

Большое количество полнодиапазонных динамиков используется в коммерческих звуковых системах, в которых может использоваться несколько полнодиапазонных динамиков диаметром 200 мм (8 дюймов), установленных в подвесных потолках или небольших корпусах «задней коробки». Они передают фоновую музыку. и объявления для работников и посетителей в розничных магазинах и общественных местах. Хотя эти драйверы классифицируются как «полнодиапазонные», возможно, правильнее было бы назвать их «широкодиапазонными» драйверами, поскольку их выходные возможности редко доходят до крайностей. Некоторые производители встраивают небольшие (обычно диаметром 115 мм (4,5 дюйма)) полнодиапазонные динамики в миниатюрные корпуса, и многие из них включают в себя линейные трансформаторы на 25 или 70 В для использования в коммерческих звуковых системах, использующих длинные акустические кабели. . Некоторые полнодиапазонные акустические системы разработаны с динамиками с ограниченным диапазоном и должны использоваться с эквалайзерами для выравнивания и расширения их частотной характеристики, в то время как другие достигают приемлемого отклика без электронной помощи. Существуют полнодиапазонные акустические системы, в которых используются одиночные динамики диаметром до 15 дюймов. ^[4]

Критическая реакция

Критики полнодиапазонных драйверов ссылаются на их неспособность воспроизводить весь диапазон звуковых частот с одинаковыми амплитудами, что приводит к неточному воспроизведению передаваемого на них аудиосигнала. Воспроизведение нескольких частот с помощью одной и той же диафрагмы может увеличить интермодуляционные искажения — нелинейный эффект, который возникает, когда одна поверхность пытается воспроизвести обе частоты одновременно. Слышимая тяжесть умеренных интермодуляционных искажений точно не установлена. Результатом является определенная степень « смешивания частот », хотя и на относительно низком уровне. Полнодиапазонный динамик может иметь пониженную выходную мощность на обоих концах своего частотного диапазона или более сильно ограниченную частотную характеристику, что приводит к более ухудшенному звуку. Сторонники полнодиапазонных громкоговорителей заявляют о превосходной фазовой когерентности, в то время как некоторые критики описывают их как среднечастотные громкоговорители, работающие на пределе своих возможностей или за их пределами. Некоторые полнодиапазонные динамики были разработаны с использованием 12-дюймовых и 15-дюймовых динамиков, например Audio Nirvana, и преодолели ограничения по басам, присущие меньшим динамикам, использующим кабинеты с фазоинвертором. Кроме того, поскольку большинство взрослых не слышат частоты выше 15 кГц, отсутствие верхних частот обычно не является проблемой для современных хорошо спроектированных полнодиапазонных динамиков.

См. также

Ссылки

^ «Что такое полнодиапазонные динамики и как они работают [2023]» . АудиоФаворит .
^ https://www.german-phyks.com/technology-ddd-driver-development
^ «Интервью с Тедом Джорданом из EJJordan Designs» . ТНТ-Аудио. 2000. Архивировано из оригинала 5 февраля 2008 г. Проверено 23 января 2009 г.
^ «О нашем продукте» . Р2Р Аудио . После многих лет исследований и разработок компания R2R Audio представила в 2010 году флагманский продукт — 15-дюймовую активную акустическую систему полного диапазона.

[1] «Что такое полнодиапазонные динамики и как они работают [2023]» . АудиоФаворит .

[2] ttps://www.german-phyks.com/technology-ddd-driver-development

[3] «Интервью с Тедом Джорданом из EJJordan Designs» . ТНТ-Аудио. 2000. Архивировано из оригинала 5 февраля 2008 г. Проверено 23 января 2009 г.

[4] «О нашем продукте» . Р2Р Аудио . После многих лет исследований и разработок компания R2R Audio представила в 2010 году флагманский продукт — 15-дюймовую активную акустическую систему полного диапазона.

[1]

[2]

[3]

[4]