Активные динамики
Активные динамики , также известные как динамики с автономным питанием и активные динамики , представляют собой динамики со встроенными усилителями . Активные динамики используются в самых разных условиях, в том числе в системах звукоусиления (используются на концертах живой музыки), как для основных динамиков, обращенных к публике, так и для мониторных динамиков, обращенных к исполнителям; диджеями, выступающими на танцевальных мероприятиях и рейвах ; в частных домах в составе Hi-Fi или домашнего кинотеатра аудиосистем , а также в качестве компьютерных колонок . Их можно подключить напрямую к микшерному пульту низкого уровня или другому источнику аудиосигнала без необходимости использования внешнего усилителя. Некоторые активные динамики, предназначенные для использования в системах звукоусиления, имеют встроенный микшерный пульт и микрофонный предусилитель , который позволяет подключать микрофоны непосредственно к динамику.
Активные колонки имеют ряд преимуществ, наиболее очевидными из которых являются их компактность и простота. Кроме того, усилитель(и) может быть спроектирован так, чтобы точно соответствовать оптимальным требованиям динамика, который он будет питать; а разработчику динамиков не требуется включать пассивный кроссовер, что снижает стоимость производства и, возможно, качество звука. Некоторые также утверждают, что более короткие расстояния между компонентами могут уменьшить внешние помехи и повысить точность воспроизведения; хотя это весьма сомнительно, и можно привести и встречный аргумент. К недостаткам относятся более тяжелые корпуса громкоговорителей ; снижение надежности из-за наличия внутри активных электронных компонентов; и необходимость подачи аудиосигнала и питания на каждое устройство отдельно, обычно требуется проложить два кабеля к каждому динамику (в отличие от одного кабеля, необходимого для пассивных динамиков и внешнего усилителя).
Активные динамики доступны со пассивными или активными кроссоверами встроенными . С начала 2000-х годов активные динамики с активными кроссоверами и другими DSP стали обычным явлением в звукоусиления приложениях и в студийных мониторах . [1] В домашних кинотеатрах и дополнительных бытовых/автомобильных сабвуферах используется технология активных динамиков с конца 1980-х годов.
Различия
[ редактировать ]
Термины «активный» и «активный» используются в конструкциях громкоговорителей как взаимозаменяемые, однако между этими терминами можно провести различие: [2]
- В пассивной акустической системе аудиосигнал низкого уровня сначала усиливается внешним усилителем мощности, а затем отправляется на громкоговоритель, где сигнал разделяется пассивным кроссовером на соответствующие частотные диапазоны перед отправкой на отдельные динамики. Такая конструкция распространена как в домашней аудиосистеме, так и в профессиональной концертной аудиосистеме.
- Активный громкоговоритель работает так же, как и пассивный громкоговоритель, но усилитель мощности встроен в корпус громкоговорителя. Такая конструкция распространена в компактных персональных колонках, например в тех, которые используются для усиления портативных цифровых музыкальных устройств.
- В полностью активной акустической системе каждый динамик имеет свой собственный усилитель мощности. Аудиосигнал низкого уровня сначала передается через активный кроссовер, чтобы разделить аудиосигнал на соответствующие частотные диапазоны, прежде чем он будет отправлен на усилители мощности, а затем на драйверы. Эту конструкцию часто можно увидеть в студийных мониторах и профессиональном концертном аудио. [3] [4]
Существуют гибридные активные конструкции, например, с тремя драйверами, питаемыми от двух внутренних усилителей. В этом случае активный двухполосный кроссовер разделяет аудиосигнал, обычно на низкие частоты и средне-высокие частоты. Низкочастотный драйвер управляется собственным каналом усилителя, в то время как средне- и высокочастотные драйверы используют общий канал усилителя, выходной сигнал которого разделяется пассивным двухполосным кроссовером.
Интегрированные активные системы
[ редактировать ]Термин «активные динамики» также может относиться к интегрированной «активной системе». [5] в котором пассивные громкоговорители подключены к внешней системе из нескольких усилителей, питаемых через активный кроссовер. Эти активные акустические системы могут быть созданы для профессиональных концертных туров, например, новаторская система JM-3, разработанная в 1971 году компанией Harry McCune Sound Service . [6] или они могут быть созданы для домашнего использования высокого класса, например, в различных системах Naim Audio и Linn Products . [7]
История
[ редактировать ]Одними из первых активных громкоговорителей были JBL мониторные колонки . С появлением SE401 Stereo Energizer, представленного в 1964 году, любую пару мониторных динамиков можно было перевести на работу с автономным питанием, при этом второй динамик получал питание от первого. [8] Первым студийным монитором с активным кроссовером был OY, изобретенный в 1967 году Кляйн-Хуммелем. Это была гибридная трехполосная конструкция с двумя внутренними каналами усилителя. [9] Ранним примером студийного монитора с двойным усилением является Altec 9846B, представленный в 1971 году, который сочетал в себе пассивный динамик 9846-8A с новым двухканальным усилителем 771B с мощностью 60 Вт для низкочастотного динамика и 30 Вт для высокочастотного компрессионного драйвера. . [10] В конце 1970-х годов Paramount Pictures заключила контракт с AB Systems на разработку активной акустической системы. [1]
В 1980 году компания Meyer Sound Laboratories выпустила интегрированную активную двухполосную систему, пассивную UPA-1, в которой были учтены уроки, полученные Джоном Мейером на McCune JM-3. [11] В нем использовалась активная электроника, установленная снаружи корпуса громкоговорителя, в том числе встроенный активный кроссовер Мейера со схемами компаратора обратной связи, определяющими уровень ограничения, часто подключаемый к усилителям сторонних производителей, указанным заказчиком. В 1990 году компания Meyer выпустила свою первую активную колонку: HD-1, двухполосный студийный монитор со всей внутренней электроникой. [1] В начале 90-х, после многих лет борьбы с недостатками пассивных систем, особенно с различными настройками усиления усилителей сторонних производителей, Джон Мейер решил прекратить производство пассивных акустических систем и посвятить свою компанию активным разработкам. Мейер сказал, что он «нанял рекламное агентство, чтобы изучить, как люди относятся к активным колонкам для усиления звука, и они вернулись после опроса и сказали, что они никому не нужны». [12] Операторы систем звукоусиления заявили, что им не нужны громкоговорители, в которых они не смогут видеть измерители усилителя, чтобы определить, правильно ли работают громкоговорители во время концерта. Тем не менее, Мейер сдержал свое решение и в 1994 году выпустил MSL-4, первый активный громкоговоритель, предназначенный для концертных туров. [12] УПА-1 был преобразован в конфигурацию с автономным питанием в 1996 году, и остальная часть линейки продуктов Meyer последовала этому примеру.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]
Верность
[ редактировать ]Основное преимущество активных динамиков по сравнению с пассивными заключается в более высокой точности воспроизведения, связанной с активными кроссоверами и несколькими усилителями, включая меньшее IMD, более высокий динамический диапазон и большую выходную мощность. [13] Усилители в корпусе громкоговорителя могут быть идеально согласованы с отдельными динамиками, устраняя необходимость работы каждого канала усилителя во всей полосе пропускания звука. Характеристики драйвера, такие как мощность и импеданс, могут быть согласованы с возможностями усилителя. [1] В частности, активные динамики имеют очень короткие кабели динамиков внутри корпуса, поэтому при использовании длинных кабелей динамиков с более высоким сопротивлением теряется очень мало напряжения и управления.
Активный динамик часто включает в себя эквалайзер, адаптированный к реакции каждого динамика в корпусе. [14] Это дает более плоский и нейтральный звук. с высоким коэффициентом сжатия Ограничительные схемы (схемы сжатия звука ) могут быть включены, чтобы повысить вероятность того, что драйвер выдержит использование высокого уровня звукового давления. Такие ограничители можно тщательно подобрать в соответствии с характеристиками динамика, в результате чего получается более надежный громкоговоритель, требующий меньшего обслуживания. Обнаружение искажений может быть встроено в электронику, чтобы помочь определить начало защитного ограничения, уменьшить искажения выходного сигнала и устранить ограничение . [15]
Кабели
[ редактировать ]Пассивным динамикам нужен только один кабель динамиков, а активным динамикам — два кабеля: кабель аудиосигнала и кабель питания переменного тока. В мощных концертных системах с несколькими корпусами диаметр кабелей переменного тока часто меньше, чем у эквивалентных пучков акустических кабелей, поэтому используется меньше меди. Некоторые производители активных динамиков теперь включают в себя беспроводные приемники УВЧ или, что чаще, Wi-Fi, поэтому для динамика требуется только кабель питания переменного тока.
Масса
[ редактировать ]Активный динамик обычно весит больше, чем эквивалентный пассивный динамик, поскольку внутренняя схема усилителя обычно перевешивает пассивный кроссовер уровня динамика. Громкоговоритель, связанный со встроенной активной системой, еще легче, поскольку у него нет внутреннего кроссовера. Легкий громкоговоритель легче переносить, и он меньше подвергается нагрузке при монтаже (полете). Однако активные динамики, использующие легкие усилители класса D, сузили разницу. Грузоперевозка звуковой системы включает в себя транспортировку всех различных компонентов, включая стойки усилителей, кабели динамиков и корпуса динамиков. Общий вес при транспортировке активной акустической системы может быть меньше, чем пассивной системы, поскольку тяжелые пучки пассивных акустических кабелей заменяются более легкими кабелями переменного тока и сигнальными кабелями малого диаметра. Пространство и вес грузовика уменьшаются за счет исключения стоек усилителей. [1]
Расходы
[ редактировать ]Стоимость большой концертной активной акустической системы меньше, чем стоимость эквивалентной пассивной системы. [1] Пассивная система или интегрированная активная система с внешней электроникой требует отдельных компонентов, таких как кроссоверы, эквалайзеры, лимитеры и усилители, установленных на передвижных стойках. Кабели для пассивных концертных систем — это тяжелые акустические кабели большого диаметра, более дорогие, чем силовые кабели переменного тока меньшего диаметра и кабели для аудиосигналов гораздо меньшего диаметра. Для домашнего использования высокого класса активные колонки обычно стоят дороже, чем пассивные, поскольку требуются дополнительные каналы усилителя. [13]
Простота использования
[ редактировать ]В профессиональном аудио, а также в некоторых приложениях для домашнего кинотеатра и Hi-Fi активный динамик может быть проще в использовании, поскольку он устраняет сложность правильной настройки частот разделения, кривых эквалайзера и порогов ограничителя. Однако подключение кабелей не так просто, поскольку для активных динамиков требуется два кабеля вместо одного (кабель питания переменного тока и кабель с сигналом, обычно кабель XLR ). В сфере домашнего аудио некоторые аудиоинженеры утверждают, что пассивный динамик, в котором динамик без питания подключен к усилителю, проще всего устанавливать и эксплуатировать.
Устойчивость к неправильному использованию
[ редактировать ]Усилители адаптированы к использованию отдельных громкоговорителей, что позволяет избежать повреждения усилителя или громкоговорителя из-за несоответствия или перегрузки компонентов. В некоторых случаях при использовании пассивных динамиков ВЧ-динамики могут выйти из строя из-за сильных искажений, возникающих в результате клиппирования усилителя из-за перегрузки, приводящей к перегреву. [16] [17] Это особенно происходит, когда кнопка громкости на обычном усилителе активирована, а регулятор тембра низких частот также включен, когда громкость прослушивания высока, - типичная ситуация, когда громкоговорители Hi-Fi используются на частных вечеринках.
Динамики с сервоприводом
[ редактировать ]Включив отрицательной обратной связи в систему усилитель-динамик петлю , можно существенно уменьшить искажения. Если датчик установлен на диффузоре динамика, обычно это акселерометр. Можно контролировать обратную ЭДС , генерируемую звуковой катушкой драйвера при ее движении внутри магнитного зазора. В любом случае необходимы специальные конструкции усилителей, поэтому серводинамики по своей сути являются динамиками с питанием.
Басовые усилители
[ редактировать ]Некоторые производители басовых усилителей продают активные динамики, предназначенные для увеличения сценической мощности комбинированного басового усилителя. Пользователь подключает патч-корд или кабель XLR от комбоусилителя к активному динамику.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Куэллс, Джефф (сентябрь – октябрь 2001 г.). «Amped Up: конструкции активных динамиков: меньшая стоимость всей системы?» . Живой звук Интернэшнл . Архивировано из оригинала 22 июля 2012 г. Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Робджонс, Хью (декабрь 2003 г.). «Вопросы и ответы» . Звук на звуке .
- ^ Хоскен, Дэн (2010). Введение в музыкальные технологии . Тейлор и Фрэнсис. п. 70. ИСБН 978-0-415-87827-2 .
- ^ Селф, Дуглас; Синклер, Ян; Дункан, Бен (2008). Аудиотехника: знай все . Ньюнес. п. 718. ИСБН 978-1-85617-526-5 .
- ^ Уиллер, Марк (март – июнь 2006 г.). «Звучит пассивно? Станьте активнее! – Часть I» . ТНТ-Аудио (онлайн). ISSN 1825-4853 . Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Стенограмма живого чата PSW с Джоном Мейером
- ^ Уиллер, Марк (март – июнь 2006 г.). «Звучит пассивно? Станьте активнее! – Часть II» . ТНТ-Аудио (онлайн). ISSN 1825-4853 . Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Твердотельный стереогенератор JBL
- ^ «ОЙ – Монитор управления» . Кляйн + Хаммель . Сеннхайзер. Архивировано из оригинала 12 июня 2009 года . Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Каталог мониторов Altec 1971 г.
- ^ Холлидей, Роб (май 2009 г.). «Классическое снаряжение: УПА-1 Мейера» . Свет и звук : 44.
- ^ Jump up to: а б «Новаторские громкоговорители с автономным питанием более 11 лет» . Лаборатории звука Мейера. Архивировано из оригинала 24 декабря 2016 года . Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Дункан, Бен (1996). Высокопроизводительные усилители мощности звука . Ньюнес. стр. 28–31 . ISBN 0-7506-2629-1 .
- ^ Миллер, Колин (декабрь 2002 г.). «Преимущества образа жизни активного оратора» . Секреты домашнего кинотеатра и высокой четкости . Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Маккарти, Боб (2007). Звуковые системы: проектирование и оптимизация: современные методы и инструменты проектирования и настройки звуковых систем . Фокальная пресса. стр. 31–32. ISBN 978-0-240-52020-9 .
- ^ Джим Лесурф. «Повреждение твитера при обрезке» . Проверено 5 марта 2018 г.
- ^ Чак МакГрегор (24 августа 2017 г.). «Почему нас должно волновать ограничение мощности усилителя мощности?» . Проверено 5 марта 2018 г.