Советы пользователю. акустика. Как правильно выбрать акустическую систему Расчет необходимой мощности

"Вообще-то о чем идет речь? – спросит любитель хорошего звука. – Ведь достаточно заглянуть в инструкцию по эксплуатации". Но не всё так просто, как кажется на первый взгляд.

Глава I. Усилитель

Что такое выходная мощность и сопротивление нагрузки?

«Это легкий вопрос, – ответит читатель, – произведение напряжения на выходе усилителя на ток, протекающий в цепи акустических систем». В целом верно, но не совсем. Выходная мощность является максимальной лишь при определенном нормированном коэффициенте нелинейных искажений, а вот заставить производителя указывать его величину никто не может как, впрочем, публиковать и другие параметры измерений, например, количество одновременно работающих каналов. Эти печальные обстоятельства привели в итоге к появлению пластмассовых магнитол-бумбоксов с яркой наклейкой «1000 W PMPO». В конце концов, можно измерить выходную мощность в момент выхода из строя усилителя, перегруженного сверх всяких разумных пределов.
Поставим один весьма интересный опыт. Число, указывающее мощность, потребляемую AV-ресивером от сети питания 220 В, надо разделить на два (коэффициент полезного действия подавляющего большинства аналоговых оконечных каскадов составляет примерно 50%), а затем на число каналов. Результат обычно удивляет владельца аппарата, оказывается, что на самом деле выходная мощность составляет всего 5х25 Вт, а не 5х100 Вт как написано в рекламе. Дело в том, что производитель немного хитрит и указывает значение этой мощности лишь при одном работающем канале, в противном случае стоимость силового трансформатора и всего блока питания ресивера окажется неприемлемо высокой. Исключительно ради объективности позволим себе заметить, что не все изготовители кривят душой одинаково, иногда измеренные значения отличаются от заявленных всего в полтора-два раза.
Почти для всех ресиверов конструкторы указывают минимально допустимое сопротивление нагрузки, которое написано в инструкции по эксплуатации или прямо на задней стенке корпуса. Знать эту величину важно, так как подключение акустики с меньшими значениями такого сопротивления может привести к срабатыванию защиты от перегрева или к выходу усилителя из строя. Обычно ресиверы выпускаются для работы с 4-, 6- или 8-омной нагрузкой, но лишь самые дорогие и высококлассные аппараты рассчитаны на 2 Ома. Лучше всего выбрать четырехомный усилитель, так как его блок питания будет самым мощным. По этим же соображениям целесообразно приобрести ресивер максимально возможного веса и габаритов.

А что на рынке?

Сейчас подавляющее большинство AV-ресиверов в ценовой категории до $2000 может, по утверждению изготовителей, развивать выходную мощность от 40 до 150-190 Вт на каждый канал. Отдельного упоминания заслуживают так называемые усилители мощности – это высококлассные устройства без предварительных каскадов усиления, многочисленных входных разъемов и декодеров, приспособленные для работы с так называемыми AV-процессорами. Выходная мощность подобных усилителей достигает 300, 500 и даже более чем 1000 Вт на канал, причем некоторые модели аппаратов можно поднять лишь вдвоем, (это не метафора, некоторые модели УМ весят почти 80 кг) настолько тяжелы их блоки питания, а также конструктивные силовые элементы корпуса и шасси. Разумеется, они способны эффективно и качественно работать с любыми акустическими системами, имеющимися на рынке.

Так сколько же надо?

Измерения, проведенные уже много лет назад, показали, что для громкого воспроизведения музыки в комнате площадью около 20 мІ вполне достаточно 4 Вт на канал. Но хватит ли этого для домашнего кинотеатра? На такой вопрос со всей уверенностью можно ответить отрицательно. Дело даже не в объективных свойствах человеческого слуха, а в таких тонких материях как психоакустика. Громкое или тихое звучание музыки слушатель воспринимает совершенно без «внутреннего протеста», так как существуют различные жанры этого вида искусства – от оглушительного рока или металла до почти интимной камерной классики, но фонограмма фильма всегда содержит диалоги, громкость которых должна быть соизмерима с хорошо известным нам эталоном – громкостью звучания натуральной человеческой речи. Кроме того, DVD имеет очень широкий динамический диапазон звука, чем с успехом пользуются режиссеры при создании различных спецэффектов, поэтому при прослушивании звуковой дорожки на громкости, настроенной для естественного восприятия диалогов, надо быть морально готовым к оглушительному старту ракеты, пушечной канонаде или рок-музыке в сценах, отснятых в ночном клубе. Разумеется, это потребует дополнительной выходной мощности.
Опыт показывает, что для типичной комнаты площадью около 20 мІ придется подобрать ресивер с мощностью примерно 100 Вт на канал, для 30 мІ – уже 120-140, а элитный кинозал площадью 80 мІ потребует не менее 250 Вт, измеренных на нагрузке 4 Ома. Разумеется, значение этих величин приблизительно соотнесены с теми, которые публикуются в рекламе аппаратуры с учетом маленьких «хитростей» производителей.

А не слишком ли много?

Разумеется, если подвести к каждой из пяти акустических систем «настоящую» электрическую мощность в 100 Вт, в окнах попросту вылетят стекла, а еще через несколько минут к дому приедут спасатели. Но такой уровень громкости нам и не нужен. Дело в том, что при высоких заявленных значениях предельной мощности усилителя сравнительно слабый сигнал (например, 30-50% от максимума) является наименее искаженным, поэтому такие большие запасы вполне оправданы с точки зрения качества воспроизведения звука. Кроме того, ресивер работает в более стабильном и щадящем тепловом режиме, а мощные оконечные каскады, скорее всего, собраны на дискретных элементах – транзисторах, а не на микросхемах. Существует и еще один важный довод – сохранность весьма недешевой акустики. Ясно, что она может выйти из строя при слишком высокой подводимой мощности, но если сигнал искажен из-за перегрузки усилителя, то риск отказа существенно возрастает даже при незначительной громкости. Способ определения границ допустимого мы рассмотрим несколько позже.

Глава II. Акустика

Мощность акустики

Указанная величина измеряется, исходя из весьма схожих принципов, – это максимально возможная подводимая электрическая мощность при определенном нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Разумеется, производитель не торопится сообщать величину последнего, да и величина допустимой мощности акустики нам интересна только с точки зрения поддержания длительной работоспособности высокочастотных драйверов, обычно называемых твитерами. Заметим, что их звуковая катушка может нагреваться до 200°, несмотря на применяемую ферромагнитную жидкость, позволяющую отводить тепло.

Заглянем в любую, опубликованную в специализированных журналах, сводную таблицу параметров различных акустических систем (АС) в ценовом диапазоне от $200 до $1500. Максимальная мощность всех перечисленных там моделей не превышает в среднем 100 – 200 Вт, что вполне соответствует величине выходной мощности большинства AV-ресиверов, имеющихся на рынке.
Удивительно, но многие компании указывают в рекламе ДВА значения мощности, например, 10-150 Вт или даже 25-125 Вт. Что же означает меньшее из приведенных чисел? Ответ на этот вопрос дать весьма непросто, ведь как мы уже узнали, подводимой мощности в 6-10 Вт на канал вполне достаточно для очень громкого звука. Заметим, что чувствительность, а также многие другие параметры АС измеряются при подводимой мощности в 1 Вт. Жаль, что такие загадочные числа могут ввести в заблуждение некоторых любителей Hi-Fi и домашнего кино.

Что такое чувствительность и импеданс?

В названных нами таблицах можно увидеть и значения чувствительности, измеряемой в дБ/м. Это величина звукового давления, развиваемого АС на расстоянии 1 метра при подводимой электрической мощности 1 Вт. Другими словами, более чувствительная акустика будет звучать громче при одной и той же выходной мощности ресивера. Наиболее распространенные бытовые АС имеют чувствительность от 85 до 92 дБ, а высококлассные профессиональные – до 120­130 дБ. Импеданс (комплексное сопротивление), измеряемый в Омах, является весьма важной величиной, влияющей на характер взаимодействия АС и усилителя. В настоящее время подавляющее большинство акустики выпускается с тремя стандартными величинами импеданса – 4, 6 и 8 Ом. В действительности импеданс одной и той же АС может лежать в диапазоне от 2 до 40 и более Ом в зависимости от частоты сигнала, поэтому ориентироваться на стандартные значения не стоит. В последние годы некоторые производители стыдливо указывают в инструкциях и рекламе величины 4-8 Ом, что, впрочем, тоже не всегда соответствует истинному положению дел. Разумеется, что акустика с меньшим импедансом будет звучать громче, так как усилитель развивает на такой нагрузке бульшую мощность.

Что же выбрать?

На практике целесообразно выбирать 8-омную акустику, минимально нагружающую ресивер, ведь при этом неравномерность импеданса будет влиять на качество звучания в наименьшей степени. Не стоит опасаться того, что мощность акустики будет меньше этой же максимальной величины для усилителя, так как АС боятся не мощного, а искаженного сигнала, возникающего при перегрузке оконечных каскадов аппаратуры.
Сравнить чувствительность разных АС на слух довольно просто – достаточно подключить к левому фронтальному каналу ресивера акустику одного типа, а к правому – другого. Та система, которая будет звучать тише, имеет меньшую чувствительность чем другая. При незначительной разнице или ее отсутствии АС являются практически одинаковыми.

Как определить максимальную мощность

Нам будет весьма полезно узнать максимально допустимый уровень неискаженной мощности, подводимый к акустическим системам. Для этой цели придется воспроизвести на любом плеере, подключенном к ресиверу, тестовый CD, на котором записан синусоидальный сигнал частотой 315 Гц и уровнем 0 дБ.
Выведите регулятор громкости на минимум. Последнее указание особенно важно для того, чтобы не испортить акустику слишком мощным сигналом. Затем плавно и осторожно добавляйте громкость, прослушивая характер довольно неприятного гудящего звука. В какой-то момент этот звук почти скачкообразно станет искаженным, как бы жужжащим. Запишите показания цифрового индикатора уровня ресивера, соответствующие началу искажений, и никогда их не превышайте.

В заключение хотелось бы напомнить пословицу: «Запас карман не тянет», эта нехитрая мудрость справедлива и в области электроакустики.

Владимир Сидоров.

Прежде всего, давайте разберемся с терминами, поскольку понятия «громкоговоритель», «колонка», «динамик», «акустическая система» часто используют наугад, создавая изрядную путаницу.

Громкоговоритель – это устройство, предназначенное для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько головок громкоговорителей при наличии акустического оформления и электрических устройств (фильтры, регуляторы и т.д.).

В отечественной технической литературе сложилась ошибочная практика, в соответствии с которой термин «громкоговоритель» (ГГ) применяется в основном для одиночного громкоговорителя (в зарубежных каталогах он определяется как loudspeaker units или loudspeaker drive element, или driver). В соответствии с требованиями ГОСТ 16122-87 одиночный громкоговоритель должен обозначаться как головка громкоговорителя .

К набору громкоговорителей классов Hi-Fi и Hi-End часто применяют термин акустическая система (AC) (acoustical system или loudspeaker system). Акустическая система включает в себя акустические колонки .

В зависимости от назначения АС существенно различаются по параметрам, конструктивному исполнению и дизайну. Основные виды акустических систем, представленных на современном рынке, условно можно разделить на несколько категорий в зависимости от области их применения:

  • АС для домашнего применения, которые в свою очередь можно подразделить на системы:
    • массовые;
    • категории Hi-Fi и High-End;
    • АС для домашних аудио видео комплексов типа «Домашний кинотеатр» (Home-Theatre);
    • для современных компьютерных систем (AC Multi-Media) и др.;
  • АС для систем озвучивания и звукоусиления, в том числе для конференц-систем и систем перевода речей (к ним, в частности, относятся потолочные акустические системы);
  • концертно-театральные АС;
  • студийные АС;
  • автомобильные (и вообще транспортные) АС;
  • АС для индивидуального прослушивания (головные стерео телефоны).

Устройство АС

АС могут быть однополосными и многополосными . Однополосные АС используются, как правило, в массовой аппаратуре бюджетного сектора. В высококачественных АС (рис. 1) используется многополосный принцип построения, поскольку применение одной широкополосной головки громкоговорителя не позволяет обеспечить высокое качество звучания.

АС состоит, как правило, из:

  • головок громкоговорителей , каждая из которых (или несколько одновременно) работают в своем частотном диапазоне;
  • корпуса ;
  • фильтрующе-корректирующих цепей , а также других электронных устройств (например, для защиты от перегрузок, индикации уровня и т.д.);
  • звуковых кабелей и входных клемм;
  • усилителей для активных акустических систем и кроссоверов (активных фильтров).


Рис. 1. Акустическая система Defender

Головки громкоговорителей

Головки громкоговорителей классифицируются по принципу действия, по способу излучения, по полосе передаваемых частот, по области применения и т.д.

По принципу действия , т.е. по способу преобразования электрической энергии в акустическую, громкоговорители делят на электродинамические, электростатические, пьезокерамические (пьезопленочные), плазменные и др.

Подавляющее большинство головок громкоговорителей электродинамические («динамические» или просто «динамики»). Их принцип действия основан на движении в постоянном магнитном поле проводника или катушки, питаемых переменным током (рис. 2).


Рис. 2. Электродинамический катушечный громкоговоритель

Головка электродинамического громкоговорителя состоит из подвижной системы, магнитной цепи и диффузородержателя (1).

Подвижная система включает в себя подвес (2), диафрагму (3), центрирующую шайбу (4), пылезащитный колпачок (5), звуковую катушку (6) и гибкие выводы.

При пропускании переменного тока по звуковой катушке, помещенной в радиальный зазор магнитной цепи, на нее будет действовать механическая сила. Под действием этой силы возникают осевые колебания катушки и скрепленной с ней диафрагмы. Конструкция электродинамического громкоговорителя очень похожа на конструкцию динамического микрофона, поэтому, в принципе, из динамического микрофона можно получить слабенькую головку громкоговорителя, а из головки громкоговорителя – микрофон. Понятно, что работать все это будет отвратительно, но работать будет.


Рис. 3. Ленточный громкоговоритель

Ленточные громкоговорители (рис. 3) используют тонкую металлическую ленточку, которая помещается в магнитное поле между полюсами магнита и служит одновременно и проводником тока и колеблющимся излучающим элементом.

Ленточные головки гораздо эффективнее динамических, пьезоэлектрических и других, поскольку если площадь конического или купольного диффузора – это площадь видимого круга, то активная площадь ленточного излучателя – это полная развертка сложенной мембраны (эффективная площадь в 2,5 раз больше площади проекции сложенной ленты). Таким образом, для получения необходимого уровня звукового давления требуется меньшее перемещение диффузора.


Рис. 4. Электростатический громкоговоритель

Электростатические громкоговорители (рис. 4) используют излучающий элемент в виде тонкой металлизированной пленки (1) толщиной порядка 6...10 мкм, помещенной между перфорированными электродами (2) (т.е. это конденсатор переменной емкости, где одной из обкладок служит тонкая металлизированная подвижная мембрана). Между мембраной и электродами приложено высокое поляризующее напряжение порядка 8...10 кВ. Переменное звуковое напряжение, под действием которого мембрана колеблется и излучает звук, подводится к неподвижным электродам. Громкоговорители такого типа обеспечивают чистоту и прозрачность звучания за счет малых уровней переходных искажений.


Рис. 5. Модельный ряд электростатических громкоговорителей Final


Рис. 6. Центральный громкоговоритель электростатической АС. Model 200

На рис. 5 показан модельный ряд электростатических громкоговорителей Final, а на рис. 6 – крупным планом центральный громкоговоритель АС.


Рис. 7. Пьезопленочный громкоговоритель

Пьезокерамические (пьезопленочные) громкоговорители (рис. 7) используются в основном в качестве высокочастотного звена в акустических системах. В качестве возбуждающего элемента в них применяется биморфный элемент, полученный путем соединения двух пластин (1), (3) из пьезокерамики (цирконата титана, титаната бария и др.). Биморфный элемент закрепляется с двух сторон, при подведении электрического сигнала в нем происходят изгибные деформации, которые передаются соединенной с ним диафрагме (2). Разновидностью такого типа громкоговорителей являются пьезопленочные излучатели, в них используются высокополимерные пленки, которым при помощи специально отработанной технологии придаются пьезоэлектрические свойства (при их поляризации в сильном магнитном поле). Если такой пленке придать форму купола или цилиндра, то под действием приложенного к ней переменного напряжения она начинает вибрировать и излучать звук, для таких громкоговорителей не требуется применение магнитной цепи.

По способу излучения акустической энергии головки громкоговорителей делятся на головки прямого излучения, у которых диафрагма излучает звук непосредственно в окружающую среду, и рупорные (рис. 8), у которых диафрагма излучает звук через рупор. Если рупорный громкоговоритель имеет предрупорную камеру, то он называется узкогорлым рупорным громкоговорителем, а если используется только рупор, то это широкогорлый рупорный громкоговоритель.


Рис. 8. Рупорный громкоговоритель

Рупорные громкоговорители широко используют при создании систем озвучивания улиц, стадионов, площадей, систем звукоусиления в различных помещениях, бытовых высококачественных систем, систем оповещения и др.

Причины распространения рупорных громкоговорителей обусловлены, прежде всего, тем, что они обладают большей эффективностью, их КПД составляет 10-20 % и более (в обычных громкоговорителях КПД меньше 1...2 %); кроме того, применение жестких рупоров позволяет формировать заданную характеристику направленности, что очень важно при проектировании систем звукоусиления. Однако при использовании рупорных громкоговорителей возникают проблемы, связанные с тем, что для излучения низких частот необходимо значительно увеличивать размеры рупора, а большие уровни звукового давления в предрупорной камере создают дополнительные нелинейные искажения.

Конструкция головок громкоговорителей зависит от того, в какой полосе частот они должны работать. По этому признаку громкоговорители разделяются на:

  • широкополосные (OO «full-range»);
  • низкочастотные (воспроизводимый диапазон примерно 20-40...500-1000 Гц) («woofer», «subwoofer»);
  • среднечастотные (диапазон 0,3-0,5...5-8 кГц) («mid-range»);
  • высокочастотные (1-2..16-30 кГц) («tweeter») и др.

Большая часть мощности аудиосигналов обычно приходится на низкочастотные ГГ, поэтому они должны воспринимать нагрузки до 200 Вт и более, сохраняя тепловую и механическую прочность. Эти ГГ имеют низкую резонансную частоту (16...30 Гц) и должны быть рассчитаны на большой ход подвижной системы вплоть до ±12...15 мм.

Внешний вид современного низкочастотного ГГ для высококачественных АС показан на рис. 9.

Основным излучающим элементом громкоговорителя является диафрагма. Диафрагмы современных низкочастотных ГГ изготавливаются из сложных композиций на основе натуральной длинноволокнистой целлюлозы с различными добавками. Иногда в состав такой композиции входит до 10-15 составляющих. Все шире используют синтетические пленочные композиции на основе полиолефинов (полипропилена и полиэтилена) и композиционные материалы на основе ткани «кевлар».


Рис. 9. НЧ громкоговоритель

АС для домашних кинотеатров, (особенно центрального и фронтальных каналов, а также сабвуфера) требует применения тщательно экранированных НЧ ГГ.

Среднечастотные громкоговорители (СЧ ГГ) используются в диапазоне ча- стот от 200... 800 Гц до 5...8 кГц, где чувствительность слуха ко всем видам ис- кажений максимальна, поэтому требования к их качеству наиболее жесткие.

Высокочастотные громкоговорители (ВЧ ГГ). (рис. 10). Требования к ним за последние годы резко возросли в связи с увеличением спектральной плотности мощности в высокочастотной части спектра в современной электронной музыке, расширением частотного и динамического диапазона программ, воспроизводимых цифровой звуковоспроизводящей аппаратурой и др.

В современных АС высокочастотные ГГ используются, как правило, в диапазоне частот от 2...5 до 30...40 кГц. Обеспечить равноценное качественное воспроизведение звука в таком широком диапазоне при помощи одного ГГ чрезвычайно трудно. Поэтому большая часть выпускаемых в настоящее время ВЧ ГГ применяются в диапазоне от 2... 5 до 16... 18 кГц, а в некоторых АС устанавливаются дополнительные малогабаритные ВЧ ГГ (воспроизводящие частоты от 8... 10 до 30... 40 кГц).


Рис. 10. ВЧ ГГ

Потолочные громкоговорители

Потолочные громкоговорители – это, как правило, электродинамические диффузорные громкоговорители, заключенные в пластиковые или металлические корпуса. Их используют для озвучивания помещений и в системах аварийного оповещения зданий. Благодаря большому углу раскрытия диаграммы направленности звука и широкому диапазону воспроизводимых частот потолочные громкоговорители способны довольно качественно воспроизводить звук, кроме того, они гармонично вписываются практически в любой интерьер.

Потолочные громкоговорители обеспечивают более равномерное по сравнению с другими громкоговорителями распределение звука по объему помещения и не требуют при этом установки мощных усилителей. Их применение особенно эффективно для озвучивания больших помещений с высотой потолка до 5 м.

Для удобства монтажа корпус потолочного громкоговорителя снабжается специальными приспособлениями: подпружиненными упорами, полозьями или кронштейнами. Многие громкоговорители крепятся к потолочным плитам с помощью шурупов. В отличие от «обычных» систем озвучивания, системы на основе потолочных громкоговорителей высоковольтные, типичное значение напряжения в линии составляет 100 В, поэтому потолочные громкоговорители имеют встроенные трансформаторы.

При проектировании системы оповещения расчет необходимого количества потолочных громкоговорителей и схемы их размещения (рис. 11) производится исходя из требуемого уровня звукового давления на уровне ушей слушателей (обычно берется среднее значение 1,5 м). Для помещений с высотой потолка менее 5 метров такой расчет не представляет трудностей и производится по приближенным формулам. В таблице 1 для определенной высоты потолков и площади помещения указано количество потолочных громкоговорителей, которое дает наилучшее качество звука и наиболее равномерное распределение звуковых волн.


Рис. 11. Схема размещения потолочных громкоговорителей

Параметр S в таблице – это приблизительная площадь, которую озвучивает один потолочный громкоговоритель:

S = {2х(H – 1,5 м)}2, где Н – высота потолка.

Таблица 1. К расчету системы оповещения

P 103,5 101 99 97,5 96
P/2 100,5 98 96 94,5 93
H/S 3 3,5 4 4,5 5
25 2 1 1 1 1
35 3 2 1 1 1
50 4 2 1 1 1
80 6 3 2 2 1
100 7 4 3 2 2
150 10 6 4 3 2
200 13 8 5 4 3
300 20 11 7 5 4
400 26 15 10 7 5
500 33 19 12 8 6
600 40 22 14 10 8
700 46 26 17 12 9
800 53 30 19 13 10
900 59 33 22 15 11
1000 66 37 24 17 12

В таблице:
P – звуковое давление на уровне 1,5 м, когда потолочный громкоговоритель работает на полную мощность;
P/2 – звуковое давление на уровне 1,5 м, когда потолочный громкоговоритель работает на половину максимальной мощности;
H – высота потолка;
S – площадь помещения.

Если высота потолков больше 5 метров, устанавливать потолочные громкоговорители не рекомендуется. Однако если необходимо использовать именно потолочные громкоговорители, следует принять меры для повышения равномерности распределения звука и снижения эффекта реверберации (эха). Если потолочные громкоговорители размещены слишком близко друг к другу, то на уровне ушей слушателей звук будет распределяться неравномерно. Если увеличить расстояние между соседними громкоговорителями, то уровень звукового давления может оказаться недостаточным для хорошей слышимости. Повышение уровня звука громкоговорителей в этом случае влечет за собой увеличение реверберации, особенно в помещениях, отделанных стеклом, мрамором и т.д. Реверберацию можно снизить с помощью звукопоглощающих материалов: ковров, гобеленов, портьер и др.

На рис. 12 и 13 показаны примеры врезных и навесных потолочных громкоговорителей компании Kramer Electronics.

Корпус акустической системы. Основные виды корпусов и их назначение

Корпус АС выполняет многообразные функции. В области НЧ он блокирует эффект «акустического короткого замыкания», возникающий за счет сложения излучаемого звука от передней и тыловой поверхности диафрагмы в противофазе, что приводит к подавлению низкочастотного излучения.

Применение корпуса позволяет увеличить интенсивность излучения на низких частотах, а также увеличить механическое демпфирование громкоговорителей, что позволяет «сгладить» резонансы и уменьшить неравномерность амплитудно-частотной характеристики. Корпус оказывает существенное влияние не только в области низких, но и в области средних и высоких частот. Правильно спроектированный и изготовленный корпус оказывает огромное влияние на качество звука.

При проектировании корпусов АС чаще всего используют такие варианты конструктивного оформления, как бесконечный экран, закрытый корпус, корпус с фазоинвертором, лабиринт, трансмиссионная линия и др.

Бесконечный экран возникает, когда громкоговорители устанавливаются в стене комнаты с достаточно большим объемом за ним. Для такой установки громкоговорителей характерен эффект «бубнения» на низких частотах, поскольку отсутствует демпфирование.

Закрытый корпус. В современных АС применяют в основном закрытые корпуса компрессионного типа. Принцип работы компрессионного оформления состоит в том, что в них используются громкоговорители с очень гибким подвесом и большой массой, т.е. низкой резонансной частотой. В этом случае упругость воздуха в корпусе становится определяющим фактором, именно она начинает вносить основной вклад в возвращающую силу, приложенную к диафрагме.

Корпус с фазоинвертором – корпус, в котором сделано отверстие, что позволяет использовать излучение тыльной поверхности диффузора. Максимальный эффект достигается в области частоты резонанса колебательной системы, образуемой массой воздуха в отверстии или трубе и массой воздуха в корпусе.

Корпуса с фазоинвертором (рис. 14 а) имеют много разновидностей. Корпус, использующий специальную трубу, вставленную в отверстие, позволяет уменьшить размеры корпуса и при помощи регулировки размеров трубы настраивать фазоинвертор (рис. 14 б).

Если в отверстие корпуса устанавливается пассивный (т.е. без магнитной цепи) громкоговоритель, колебания которого возбуждаются за счет колебаний объема воздуха, заключенного в корпус, то такой корпус называется корпусом с пассивным излучателем (рис. 14 в).


Рис. 14. Корпус АС с различными вариантами фазоинверторов: а – фазоинвертор; б – фазоинвертор с трубой; в – пассивный излучатель

Лабиринт представляет собой вариант корпуса с фазоинвертором, в котором устанавливаются специальные перегородки. Когда длина лабиринта достигает 1/4 длины волны на частоте резонанса низкочастотного громкоговорителя, он действует аналогично фазоинвертору. Применение лабиринта расширяет возможности для настройки на более низкие частоты. Резонансы на гармониках от основной резонансной частоты трубы демпфируются звукопоглощающими материалами на стенках корпуса (рис. 15 а).


Рис. 15. Корпус АС типа лабиринта (а) и типа трансмиссионной линии (б)

Трансмиссионная линия – это разновидность лабиринта. Она отличается от лабиринта тем, что звукопоглощающим материалом забивается весь объем корпуса, и поперечное сечение линии делается переменным – больше у конуса, меньше у отверстия (рис. 15 б). Корпуса такого типа очень сложны в настройке.

Если в корпусе установлены две одинаковых ГГ на один фазоинвертор, то это называется «низкочастотное оформление с симметричной нагрузкой». Такое оформление часто используют в сабвуферах.

Лучше звучат АС со сглаженными углами, обтекаемой формы, с несимметричным расположением ГГ, однако изготавливать корпуса таких АС сложно и дорого, поэтому подавляющее большинство АС выпускается в корпусах прямоугольной формы. Для уменьшения дифракционных эффектов на углах передней панели применяются специальные меры, в том числе размещение звукопоглощающих материалов («акустическое одеяло»), оптимизация соотношения размеров передней панели и глубины корпуса, подбор несимметричного расположения громкоговорителей и др.

Стремление сдвинуть дифракционные пики-провалы на АЧХ в более высокочастотную область и тем самым снизить их влияние заставляет использовать максимально узкие передние панели. Сложные внешние конфигурации многих современных АС обусловлены не только эстетическими соображениями, но и стремлением уменьшить дифракционные эффекты. Чтобы снизить излучение звука от стенок АС, обычно стараются увеличить их жесткость и массу.

В современных АС корпус представляет собой довольно сложную и дорогостоящую конструкцию (рис. 16). В качестве критерия эффективности принятых мер по звукоизоляции корпуса принято считать разницу между уровнем звукового давления, излучаемого стенками корпуса и уровнем звукового давления от акустической системы в целом, она должна составлять не менее 20 дБ.


Рис. 16. Разрез АС

Кроме объективных измерений, при проектировании проводится прослушивание АС в корпусах различной конструкции.

Фильтрующе-корректирующие цепи

Обеспечить качественное воспроизведение звука с помощью однополосной АС практически невозможно или сложно, поэтому они применяются только в бюджетных решениях, например, в дешевых колонках для компьютеров. Высококачественные АС за редкими исключениями являются многополосными. Для того, чтобы подать на каждую ГГ сигналы своего частотного поддиапазона, используют электрические разделительные фильтры («кроссоверы»).

В большинстве АС для домашнего применения используются т.н. пассивные фильтры, которые включают между усилителем и громкоговорителем (рис. 17).


Рис. 17. Пассивные фильтры («пассивные кроссоверы») в АС

Пассивные фильтры обычно размещаются внутри АС, увеличивая их массу и габариты. Пассивные фильтры в АС бывают первого, второго, третьего и четвертого порядка. Крутизна спада фильтров первого порядка – 6 дБ/октаву, второго – 12 дБ/октаву, третьего – 18 дБ/октаву и четвертого – 24 дБ/октаву.

Простейшие фильтры – это фильтры первого порядка, они занимают мало места и недороги, но имеют недостаточную крутизну спада полос пропускания. Положительная черта этих фильтров – отсутствие фазового сдвига между твиттером (ВЧ-головкой) и другим динамиком.

Фильтры второго порядка (или фильтры Баттерворта, по имени создателя математической модели этих фильтров) обладают более высокой чувствительностью, но дают фазовый сдвиг в 180 градусов, что означает несинхронный ход мембран ВЧ-головки и другого динамика. Для устранения этой проблемы необходимо поменять полярность подключения проводов на твиттере.

Фильтры третьего порядка имеют хорошие фазовые характеристики при любой полярности подключения. На рис. 18 показана АЧХ фильтра третьего порядка, а на рис. 19 – его электрическая схема.


Рис. 18. АЧХ фильтра третьего порядка


Рис. 19. Электрическая схема фильтра третьего порядка


Рис. 20. АЧХ трехполосного фильтра

В трехполосных АС АЧХ фильтра выглядит так, как показано на рис. 20.

Фильтры Баттерворта четвертого порядка имеют высокую крутизну спада полосы пропускания, что резко уменьшает взаимовлияние динамиков в области разделения частот. Сдвиг по фазе составляет 360 градусов, то есть на практике он отсутствует. Однако проблема состоит в том, что у таких фильтров величина фазового сдвига непостоянна, что может вызвать неустойчивую работу АС. Оптимизировать схему фильтра четвертого порядка применительно к АС удалось Линквицу и Рили. Их фильтр состоит из двух последовательно соединенных фильтров Баттерворта второго порядка для ВЧ ГГ и для НЧ ГГ. Такой фильтр не имеет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не излучающих звук в одной плоскости. Эти фильтры обеспечивают самые лучшие акустические характеристики.

В «активных» АС со встроенными многополосными усилителями применяются активные фильтры, включенные до усилителя и также называемые кроссоверами (рис. 21).


Рис. 21. Использование кроссоверов

По сравнению с пассивными, активные фильтры имеют ряд преимуществ: меньшие габариты, лучшую перестраиваемость частот раздела, большую стабильность характеристик и т.д. Однако пассивные фильтры обеспечивают больший динамический диапазон, меньший уровень шумов и нелинейных искажений. К числу их недостатков можно отнести температурную нестабильность, что приводит к изменению формы АЧХ при повышении уровня подводимого сигнала (так называемая «компрессия мощности»), а также необходимость тщательного выбора высокоточных элементов (резисторов, конденсаторов и т.д.), к разбросу параметров которых характеристики фильтров могут быть очень чувствительны. В последние годы ряд зарубежных фирм начали применять в акустических системах цифровые фильтры, обеспечивающие в реальном времени функции фильтрации, коррекции и адаптации к реальным условиям прослушивания.

Кроме фильтров, в современных акустических системах достаточно часто используются электронные устройства для защиты громкоговорителей от тепловых и механических перегрузок. Защита как от длительных, так и от кратковременных (пиковых) перегрузок осуществляется с применением различных вариантов пороговых схем, пороги срабатывания которых должны быть меньше, чем тепловые постоянные головок громкоговорителей (Т = 10...20 мс). Кроме того, во многих бытовых системах используются различные варианты индикации перегрузок.

Основные характеристики АС

Характеристик АС существует довольно много, одни из них имеют большее значение для пользователя, другие меньшее, отечественные и зарубежные характеристики АС и методики их измерения не всегда совпадают. Мы кратко рассмотрим только основные характеристики АС.

Эффективный рабочий (эффективно воспроизводимый) диапазон частот – диапазон, в пределах которого уровень звукового давления, развиваемого АС, не ниже заданного, по отношению к уровню, усредненному в определенной полосе частот. В рекомендациях МЭК 581–7 минимальные требования к этому параметру составляют 50 – 12500 Гц при спаде 8 дБ по отношению к уровню, усредненному в полосе частот 100 – 8000 Гц.

Значение этой характеристики сильно влияет на естественность звучания акустики. Чем ближе рабочий диапазон АС к максимальному диапазону, воспринимаемому органами слуха человека (16 – 20000 Гц), тем лучше, естественнее звучит АС. Эффективный рабочий диапазон зависит от характеристик головок громкоговорителей, от акустического оформления АС и от параметров разделительного фильтра (кроссовера).

На низких частотах решающую роль играет объем корпуса АС. Чем он больше, тем более эффективно воспроизводятся низкие частоты, поэтому, в частности, сабвуферы всегда довольно громоздки. С воспроизведением высоких частот проблем обычно не возникает, поскольку современные твиттеры позволяют воспроизводить даже ультразвук. Нередко диапазон воспроизводимых частот АС превышает верхнюю границу слышимости человека. Считается, что в этом случае более точно передается тембр сложной фонограммы, например, симфонической музыки. Типичные значения: 100 – 18000 Гц для полочной акустики и 60 – 20000 Гц для напольной.

Серьезные производители АС обычно приводят график звукового давления, развиваемого АС в зависимости от частоты (график амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), по которому можно определить эффективный рабочий диапазон частот АС и неравномерность АЧХ.

Степень неравномерности АЧХ характеризуется отношением максимального значения звукового давления к минимальному, или по другой методике, отношением максимального (минимального) значения к среднему, в заданном диапазоне частот, выраженное в децибелах. В рекомендациях МЭК 581-7, определяющих минимальные требования к аппаратуре Hi-Fi, указывается, что неравномерность АЧХ не должна превышать ±4 дБ в диапазоне 100 – 8000 Гц.

Характеристика направленности позволяет оценить пространственное распределение излучаемых акустической системой звуковых колебаний, и оптимально расположить акустические системы в различных помещениях. Об этом параметре позволяет судить диаграмма направленности АС, представляющая собой зависимость уровня звукового давления от угла поворота АС относительно его рабочей оси в полярных координатах, измеренная на одной или нескольких фиксированных частотах. Иногда спад амплитудно частотной характеристики при повороте АС на некоторый фиксированный угол, отображается на основном графике, в виде дополнительных ответвлений АЧХ.

Характеристическая чувствительность – это отношение среднего звукового давления, развиваемого АС в заданном диапазоне частот (обычно 100 – 8000 Гц) на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м и подводимой электрической мощности 1 Вт. В большинстве моделей АС категории Hi-Fi уровень характеристической чувствительности составляет 86-90 дБ (в технической литературе вместо дБ часто указывается дБ/м/Вт). Существуют высококачественные широкополосные АС с чувствительностью 93 – 95 дБ/м/Вт и более.

Характеристическая чувствительность определяет, какой динамический диапазон способна обеспечить АС. Широкий динамический диапазон позволяет с большой достоверностью воспроизводить сложные музыкальные произведения, особенно джазовую, симфоническую, камерную музыку.

Коэффициент нелинейных искажений характеризует появление в процессе преобразования отсутствовавших в исходном сигнале спектральных составляющих, искажающих его структуру, то есть, в конечном счете, точность воспроизведения. Это очень важный параметр, поскольку вклад АС в общий коэффициент нелинейных искажений всего звукового тракта, как правило, является максимальным. Например, коэффициент нелинейных искажений современного усилителя составляет сотые доли процента, в то время как типичное значение этого параметра для АС – единицы процентов. При увеличении мощности сигнала коэффициент нелинейных искажений возрастает.

Электрическая (акустическая) мощность – определяет уровень звукового давления и динамический диапазон (с учетом характеристической чувствительности), который потенциально может обеспечить АС в определенном помещении.

Используется несколько определяемых разными стандартами видов мощностей:

Характеристическая мощность , при которой АС обеспечивает заданный уровень среднего звукового давления. В рекомендациях МЭК значение этого уровня установлено 94 дБ на расстоянии 1 метр.

Максимальная (предельная) шумовая или паспортная мощность, при которой АС может длительное время работать без механических и тепловых повреждений при испытаниях специальным шумовым сигналом, близким по спектру реальным музыкальным программам (розовый шум). По методике измерений она совпадает с паспортной мощностью, определяемой в отечественных стандартах.

Максимальная (предельная) синусоидальная мощность – мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, при которой АС может длительно работать без механических и тепловых повреждений.

Максимальная (предельная) долговременная мощность, которую акустика выдерживает без механических и тепловых повреждений в течение одной минуты, при таком же испытательном сигнале, как и для паспортной мощности. Испытания повторяются 10 раз с интервалом в 1 минуту.

Максимальная (предельная) кратковременная мощность, которую выдерживает АС при испытании шумовым сигналом с таким же распределением, как и для паспортной мощности, в течение 1 секунды. Испытания повторяются 60 раз с интервалом в 1 минуту.

Пиковая (максимальная) музыкальная мощность – излюбленный параметр для характеристики АС непонятного происхождения. Методика измерения, определяемая немецким стандартом DIN 45500, следующая: на АС подается сигнал частотой ниже 250 Гц и длительностью менее 2 секунд. Акустика считается прошедшей испытания, если при этом нет заметных на слух искажений. Понятно, что «под заметными на слух искажениями» можно понимать что угодно. В результате на корпусах АС от никому не известных производителей появляются наклейки типа «P.M.P.O. … (или Musical Power…)…100!, …200! и даже… …1000 Wt!». Понятно, что о хоть сколько-нибудь качественном звуке, создаваемом такими АС, говорить не приходится.

При выборе АС для УНЧ желательно, чтобы реальная максимальная мощность АС превышала мощность усилителя приблизительно на 30 и более процентов. В этом случае вы будете застрахованы от выхода из строя акустики из-за подачи на нее сигнала недопустимо большого уровня. Конечно, хорошие АС имеют схемы защиты от перегрузки, но лучше не рисковать.

Какая мощность усилителя достаточна для качественного воспроизведения звука? Во многом это определяется параметрами помещения, характеристиками акустических систем, потребностями самого слушателя. При выборе усилителя для озвучивания небольшой жилой комнаты можно считать, что мощность усилителя должна быть не менее 20 Вт.

Наиболее распространенные значения электрического (входного) сопротивления (импеданса) : 4, 8 или 16 Ом. Этот параметр важен при выборе усилителя, с которым будет работать АС. Следует использовать АС с сопротивлением, соответствующим указанному в паспорте усилителя. Такое решение будет обеспечивать идеальное согласование характеристик акустики и усилителя, то есть наилучшее качество звука.

Измерения характеристик АС в условиях, отличающихся от условий специально оборудованных акустических лабораторий заводов-изготовителей – дело чрезвычайно сложное, дорогостоящее и, главное, дающее очень приблизительные результаты. Высококачественные звуковые анализаторы и измерительные микрофоны с предусилителями, удовлетворяющие всем международным требованиям проведения измерений, чрезвычайно дороги и далеко не всякая российская фирма может себе позволить их приобретение. Правда, современные методики измерения в большинстве случаев позволят обойтись без акустически заглушенной камеры.

Аудио кабели

Аудио кабели – это, на первый взгляд, наименее важный компонент аудио подсистемы инсталляции или домашнего кинотеатра, поэтому их часто приобретают, что называется «на сдачу». И совершают серьезную ошибку.

Понятно, что любой кабель влияет на проходящий по нему сигнал. Вопрос состоит в том, как именно кабель влияет на сигнал и насколько сильно это влияние.

Выбор аудио кабелей определяется параметрами качества аудио сигнала с одной стороны и конструктивно-финансовыми соображениями с другой. Действительно, при выполнении некоторых инсталляций приходится прокладывать сотни метров аудио кабелей. Можно подсчитать, во сколько обойдутся, например, серебряные микрофонные кабели общей массой 100 кг…

Проводниками в любом электрическом кабеле или проводе являются металлы. В аудио кабелях используют в основном медь и серебро. В 1984 году фирма Hitachi выпустила межблочный кабель SAX-102, который сразу обратил на себя внимание профессионалов. Он был изготовлен из так называемой бескислородной меди OFC (Oxygen Free Copper). Теперь такую медь применяют почти все специализированные «кабельные» фирмы. Чем хороша бескислородная медь? Металл проводника можно рассматривать как последовательное соединение гранул металла. Внутри каждой гранулы кристаллическая структура сохраняет идеальность, но границы раздела между гранулами нарушают кристаллическую решетку. Как правило, причинами появления границ раздела является пленки окислов, соединений кислорода с металлами. За счет того, что OFC отливается и вытягивается определенным образом, длина идеальных гранул увеличивается. Обычная медь высокой степени чистоты содержит около 5000 гранул на метр кабеля. Улучшение технологии OFC привело к появлению более качественной бескислородной высокопроводящей меди OFHC (Oxygen Free High Conductivity), количество гранул на метр в которой составило 1000. Существуют и другие разновидности технологии получения проводов из бескислородной меди.

Похожие технологии применяют и к серебряным проводникам. Результат – появление длинногранулированного серебра с высокой степенью очистки, например, FPS (функционально превосходное серебро) от AudioQuest или PSS (Perfect Surface Silver – серебро с идеальной поверхностью). Это очень дорогие провода. Серебро часто используется как плакирующее покрытие медного провода, причем чтобы исключить потенциальное влияние неоднородностей на передачу сигнала, поверхность полируется до зеркального блеска.

В качестве изоляторов аудио проводов и кабелей в бытовой технике используются в основном полиэтилен, полихлорвинил и фторопласт (известный как тефлон). Для внешних покрытий кабелей используют искусственные каучуки, силиконовые резины, полипропилены и пр. Чаще всего используют полиэтилен, лучшими диэлектрическими характеристиками обладает фторопласт, но он относительно дорог, что сдерживает его применение. Иногда в качестве изолятора используют вспененный полиэтилен или фторопласт.

Поскольку аудио кабели соединяют усилитель с колонками и работают с довольно большими токами, разработчики в первую очередь обращают внимание на активное сопротивление проводника: чем оно меньше, тем лучше. Во-первых, потому что омическое сопротивление кабеля соединяется последовательно с выходным сопротивлением УНЧ и входным сопротивлением АС, и относительно высокоомный соединительный провод может резко ухудшить качество работы УНЧ и АС, а, во-вторых, по закону Джоуля-Ленца термический разогрев провода пропорционален второй степени протекающего через него тока. Уменьшения омического сопротивления проводящих линий добиваются увеличением их сечения. Поэтому аудио кабели довольно толстые. Акустические провода являются относительно низкочастотными (рабочий диапазон укладывается в 4-5 порядков: от единиц герц до сотни килогерц). И все же большинство разработчиков, добившись минимальной величины удельного сопротивления (0,001–0,05 Ом/м), стараются уменьшать индуктивность провода (типичная величина удельной индуктивности – 0,2–0,5 мкГн/м). Практически все провода, за исключением плоских ленточных, выполняются в виде жгутов, собранных из отдельных тонких жил. Самые простые представляют собой пару изолированных проводников («лапша»); такая конструкция встречается чаще всего ввиду ее наименьшей стоимости. Скрученные жилы постоянно меняют свое положение: одни уходят с поверхности внутрь, другие, наоборот, от центра выходят к поверхности. Поскольку распределение плотности тока по сечению проводника не меняется, чтобы оставаться вблизи поверхности кабеля, ток переходит через поверхность раздела от одной жилы к другой. Бывает, что контакт между отдельными жилами не всегда хорош (на поверхности каждой жилы есть слой окислов, плохо проводящих ток), и многочисленные переходы через барьеры сопротивления теоретически могут оказать влияние на передаваемый сигнал. Если разделать старый сетевой провод в резиновой изоляции, обращает на себя внимание темная пленка окислов. Такой провод без зачистки не паяется, омметр показывает довольно большое сопротивление…

Для уменьшения влияния скин-эффекта каждую тонкую жилу порой снабжают собственной изоляцией, однако такие кабели нетехнологичны, поскольку трудно автоматизировать процесс разделки жил такого кабеля.

Акустические кабели характеризуются большим разнообразием конструкций, отличающихся не только внутренним строением, но и внешними признаками: круглые в сечении, плоские, как тонкие ленты, одиночные, сдвоенные, счетверенные и т.д. Несмотря на высокую стоимость, плоские провода очень популярны в инсталляциях домашнего кинотеатра, поскольку они легко прячутся под обои, ковры и т.п. Пользуются спросом попарно сдвоенные провода, которые удобны для подключения акустики по схемам Bi-Wiring и Bi-Amping.

Разновидностью АС являются АС домашних кинотеатров, к которым предъявляются специфические требования. О них будет рассказано в отдельной брошюре.

  • Сравнительное тестирование стереоколонок Edifier и Microlab (апрель 2014)

    • Мощность

    Под словом мощность в разговорной речи многие подразумевают «мощь», «силу». Поэтому вполне естественно, что покупатели связывают мощность с громкостью: «Чем больше мощность, тем лучше и громче будут звучать колонки». Однако это распространенное мнение в корне ошибочно! Далеко не всегда колонка мощностью 100 Вт будет играть громче или качественней той, у которой указана мощность «всего» в 50 Вт. Значение мощности, скорее, говорит не о громкости, а о механической надежности акустики. Те же 50 или 100 Вт — это совсем не громкость звука , издаваемого колонкой. Динамические головки сами по себе имеют низкий КПД и преобразуют в звуковые колебания лишь 2-3% мощности подводимого к ним электрического сигнала (к счастью, громкости издаваемого звука вполне хватает для создания звукового сопровождения). Величина, которую указывает производитель в паспорте динамика или системы в целом, говорит лишь о том, что при подведении сигнала указанной мощности динамическая головка или акустическая система не выйдет из строя (вследствие критического разогрева и межвиткового КЗ провода, «закусывания» каркаса катушки, разрыва диффузора, повреждения гибких подвесов системы и т.п.).

    Таким образом, мощность акустической системы - это технический параметр, величина которого не имеет прямого отношения к громкости звучания акустики, хотя и связана с ней некоторой зависимостью. Номинальные значения мощности динамических головок, усилительного тракта, акустической системы могут быть разными. Указываются они, скорее, для ориентировки и оптимального сопряжения между компонентами. Например, усилитель значительно меньшей или значительно большей мощности может вывести колонку из строя в максимальных положениях регулятора громкости на обоих усилителях: на первом - благодаря высокому уровню искажений, на втором - благодаря нештатному режиму работы колонки.

    Мощность может измеряться различными способами и в различных тестовых условиях. Существуют общепринятые стандарты этих измерений. Рассмотрим подробнее некоторые из них, наиболее часто употребляемые в характеристиках изделий западных фирм:

    RMS (Rated Maximum Sinusoidal power — установленная максимальная синусоидальная мощность). Мощность измеряется подачей синусоидального сигнала частотой 1000 Гц до достижения определенного уровня нелинейных искажений. Обычно в паспорте на изделие пишется так: 15 Вт (RMS). Эта величина говорит, что акустическая система при подведении к ней сигнала мощностью 15 Вт может работать длительное время без механических повреждений динамических головок. Для мультимедийной акустики завышенные по сравнению с Hi-Fi колонками значения мощности в Вт (RMS) получаются вследствие измерения при очень высоких гармонических искажениях, часто до 10%. При таких искажениях слушать звуковое сопровождение практически невозможно из-за сильных хрипов и призвуков в динамической головке и корпусе колонки.

    PMPO (Peak Music Power Output — пиковая музыкальная мощность). В данном случае мощность измеряется подачей кратковременного синусоидального сигнала длительностью менее 1 секунды и частотой ниже 250 Гц (обычно 100 Гц). При этом не учитывается уровень нелинейных искажений. Например, мощность колонки равна 500 Вт (PMPO). Этот факт говорит, что акустическая система после воспроизведения кратковременного сигнала низкой частоты не имела механических повреждений динамических головок. В народе единицы измерения мощности Вт (PMPO) называют «китайскими ваттами» из-за того, что величины мощности при такой методике измерения достигают тысячи Ватт! Представьте себе - активные колонки для компьютера потребляют из сети переменного тока электрическую мощность 10 В*А и развивают при этом пиковую музыкальную мощность 1500 Вт (PMPO).

    Наравне с западными существуют также советские стандарты на различные виды мощности. Они регламентируются действующими по сей день ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88. Эти стандарты определяют такие понятия, как номинальная, максимальная шумовая, максимальная синусоидальная, максимальная долговременная, максимальная кратковременная мощности. Некоторые из них указываются в паспорте на советскую (и постсоветскую) аппаратуру. В мировой практике эти стандарты, естественно, не используются, поэтому мы не будем на них останавливаться.

    Делаем выводы: наиболее важным на практике является значение мощности, указанной в Вт (RMS) при значениях коэффициента гармоник (THD), равного 1% и менее. Однако сравнение изделий даже по этому показателю очень приблизительно и может не иметь ничего общего с реальностью, ведь громкость звука характеризуется уровнем звукового давления. Поэтому информативность показателя «мощность акустической системы» — нулевая .

    Чувствительность

    Чувствительность — один из параметров, указываемых производителем в характеристике акустических систем. Величина характеризует интенсивность звукового давления, развиваемого колонкой на расстоянии 1 метра при подаче сигнала частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Измеряется чувствительность в децибелах (дБ) относительно порога слышимости (нулевой уровень звукового давления равен 2*10^-5 Па). Иногда используется обозначение — уровень характеристической чувствительности (SPL, Sound Pressure Level). При этом для краткости в графе с единицами измерений указывается дБ/Вт*м либо дБ/Вт^1/2*м. При этом важно понимать, что чувствительность не является линейным коэффициентом пропорциональности между уровнем звукового давления, мощностью сигнала и расстоянием до источника. Многие фирмы указывают характеристики чувствительности динамических головок, измеренные при нестандартных условиях.

    Чувствительность — характеристика, более важная при проектировании собственных акустических систем. Если вы не осознаете до конца, что означает этот параметр, то при выборе мультимедийной акустики для PC можно не обращать на чувствительность особого внимания (благо указывается она не часто).

    АЧХ

    Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ ) в общем случае представляет собой график, показывающий разницу величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. АЧХ измеряют подачей синусоидального сигнала неизменной амплитуды при изменении его частоты. В точке на графике, где частота равна 1000 Гц, принято откладывать на вертикальной оси уровень 0 дБ. Идеален вариант, при котором АЧХ представлена прямой линией, но таких характеристик в реальности у акустических систем не бывает. При рассмотрении графика нужно обратить особое внимание на величину неравномерности. Чем больше величина неравномерности, тем больше частотных искажений тембра в звучании.

    Западные производители предпочитают указывать диапазон воспроизводимых частот, который представляет собой «выжимку» информации из АЧХ: указываются лишь граничные частоты и неравномерность. Допустим, написано: 50 Гц - 16 кГц (±3 дБ). Это значит, что у данной акустической системы в диапазоне 50 Гц - 16 кГц звучание достоверное, а ниже 50 Гц и выше 15 кГц неравномерность резко увеличивается, АЧХ имеет так называемый «завал» (резкий спад характеристики).

    Чем это грозит? Уменьшение уровня низких частот подразумевает потерю сочности, насыщенности звучания басов. Подъем в области НЧ вызывает ощущения бубнения и гудева колонки. В завалах высоких частот звук будет тусклым, неясным. Подъемы ВЧ означают присутствие раздражающих, неприятных шипящих и свистящих призвуков. У мультимедийных колонок величина неравномерности АЧХ обычно выше, чем у так называемой Hi-Fi акустики. Ко всем рекламным заявлениям фирм-производителей об АЧХ колонки типа 20 - 20000 Гц (теоретический предел возможности) нужно относиться с изрядной долей скептицизма. При этом часто не указывается неравномерность АЧХ, которая может составлять при этом немыслимые величины.

    Поскольку производители мультимедийной акустики часто «забывают» указать неравномерность АЧХ акустической системы, встречаясь с характеристикой колонки 20 Гц - 20000 Гц, надо держать ухо востро. Существует большая вероятность купить вещь, не обеспечивающую даже более или менее равномерную характеристику в полосе частот 100 Гц - 10000 Гц. Сравнивать диапазон воспроизводимых частот с разными неравномерностями нельзя вовсе.

    Нелинейные искажения, коэффициент гармоник

    Кг — коэффициент гармонических искажений. Акустическая система представляет собой сложное электроакустическое устройство, которое имеет нелинейную характеристику усиления. Поэтому сигнал по прошествии всего звукового тракта на выходе обязательно будет иметь нелинейные искажения. Одними из самых явных и наиболее простых в измерении являются гармонические искажения.

    Коэффициент — величина безразмерная. Указывается либо в процентах, либо в децибелах. Формула пересчета: [дБ] = 20 log ([%]/100). Чем больше величина коэффициента гармоник, тем обычно хуже звучание.

    Кг колонок во многом зависит от мощности подаваемого на них сигнала. Поэтому глупо делать заочные выводы или сравнивать колонки только лишь по коэффициенту гармоник, не прибегая к прослушиванию аппаратуры. К тому же для рабочих положений регулятора громкости (обычно это 30..50%) значение производителями не указывается.

    Полное электрическое сопротивление, импеданс

    Электродинамическая головка имеет определенное сопротивление постоянному току, зависящее от толщины, длины и материала провода в катушке (такое сопротивление еще называют резистивным или реактивным). При подаче музыкального сигнала, который представляет собой переменный ток, сопротивление головки будет меняться в зависимости от частоты сигнала.

    Импеданс (impedans) — это полное электрическое сопротивление переменному току, измеренное на частоте 1000 Гц. Обычно импеданс акустических систем равен 4, 6 или 8 Ом.

    В целом величина полного электрического сопротивления (импеданс) акустической системы ни о чем, связанном с качеством звучания того или иного изделия, покупателю не скажет. Производителем указывается этот параметр лишь, чтобы сопротивление учитывали при подключении акустической системы к усилителю. Если значение сопротивления колонки ниже, чем рекомендуемое значение нагрузки усилителя, в звучании могут присутствовать искажения или сработает защита от короткого замыкания; если выше, то звук будет значительно тише, нежели с рекомендуемым сопротивлением.

    Корпус колонки, акустическое оформление

    Одним из важных факторов, влияющих на звучание акустической системы, является акустическое оформление излучающей динамической головки (динамика). При конструировании акустических систем производитель обычно сталкивается с проблемой в выборе акустического оформления. Их насчитывается больше десятка видов.

    Акустическое оформление делится на акустически разгруженное и акустически нагруженное. Первое подразумевает оформление, при котором колебание диффузора ограничивается только жесткостью подвеса. При втором колебание диффузора ограничивается помимо жесткости подвеса еще упругостью воздуха и акустическим сопротивлением излучению. Также акустическое оформление делится на системы одинарного и двойного действий. Система одинарного действия характеризуется возбуждением звука, идущего к слушателю, посредством только одной стороны диффузора (излучение другой стороны нейтрализуется акустическим оформлением). Система двойного действия подразумевает использование в формировании звука обеих поверхностей диффузора.

    Поскольку на высокочастотные и среднечастотные динамические головки акустическое оформление колонки практически не влияет, мы расскажем о наиболее распространенных вариантах низкочастотного акустического оформления корпуса.

    Очень широко применима акустическая схема, получившая название «закрытый ящик». Относится к нагруженному акустическому оформлению. Представляет собой закрытый корпус с выведенным на фронтальную панель диффузором динамика. Достоинства: хорошие показатели АЧХ и импульсная характеристика. Недостатки: низкий КПД, необходимость в мощном усилителе, высокий уровень гармонических искажений.

    Но вместо того, чтобы бороться со звуковыми волнами, вызванными колебаниями обратной стороны диффузора, их можно использовать. Наиболее распространенным вариантом из систем двойного действия является фазоинвертор. Представляет собой трубу определенной длины и сечения, вмонтированную в корпус. Длину и сечение фазоинвертора рассчитывают таким образом, что на определенной частоте в нем создается колебание звуковых волн, синфазные с колебаниями, вызванными фронтальной стороной диффузора.

    Для сабвуферов широко применяется акустическая схема с общепринятым названием «ящик-резонатор». В отличие от предыдущего примера диффузор динамика не выведен на панель корпуса, а находится внутри, на перегородке. Сам динамик непосредственного участия в формировании спектра низких частот не принимает. Вместо этого диффузор лишь возбуждает звуковые колебания низкой частоты, которые потом многократно увеличиваются по громкости в трубе фазоинвертора, выполяющего роль резонансной камеры. Достоинством этих конструктивных решений является высокий КПД при малых габаритах сабвуфера. Недостатки проявляются в ухудшении фазовых и импульсных характеристик, звучание становится утомляющим.

    Оптимальным выбором будут колонки среднего размера с деревянным корпусом, выполненные по закрытой схеме или с фазоинвертором. При выборе сабвуфера следует обратить внимание не на его громкость (по этому параметру даже у недорогих моделей обычно имеется достаточный запас), а на достоверное воспроизведение всего диапазона низких частот. С точки зрения качества звучания, наиболее нежелательны колонки с тонким корпусом или очень маленьких размеров.

    Стереосистема 2.0 – акустика, состоящая из двух колонок (первая цифра – количество колонок, вторая – сабвуферов). Предназначена, прежде всего, для прослушивания музыки, однако при хорошем качестве может стать универсальным вариантом как для музыки, так и для игр и фильмов.

    • Система 2.1 – дополнена сабвуфером для звучания баса. Не стоит гнаться за фактом наличия самого сабвуфера: дешевая модель может только испортить звучание.

    Многокомпонентная система – состоит из пяти колонок (как правило) + сабвуфер. Нужна для получения объемного звука в помещении. Основная задача – фильмы и игры. При покупке системы 5.1 стоит помнить, что для ее правильного размещения необходимо пространство, поэтому если комната недостаточно большая, лучше купить стереосистему.

    При ограниченности бюджета лучше выбрать систему 2.0, потому что за ту же сумму, как правило, она будет лучше и качественней системы 5.1. Пусть звук будет не объемный, зато достаточно качественный для любой задачи.

    Тип

    Активная акустика – система со встроенным усилителем мощности. Преимущества – мобильность, компактность, такую систему проще отрегулировать, а за счет того, что динамики подключают непосредственно к усилителям, улучшается качество звучания и расширяется диапазон воспроизводимых частот.

    Пассивная акустика – система, для которой не требуется подвод линейного сигнала и напряжения к каждой колонке. Но при этом для пассивных акустических систем нужен внешний усилитель.

    Пассивно-активная акустика – комбинированная система, состоящая из основных колонок (пассивный тип) и сабвуфера (активный тип). Такое решение позволяет добиться высококачественного звучания на низких частотах благодаря наличию усилителя в активном сабвуфере.

    Компоненты

    Фронтальные колонки – дают основной звук, поэтому при выборе таких колонок лучше не экономить и изначально приобрести качественное устройство. Для начала можно купить только пару хороших напольных фронтальных колонок, а остальные приобрести позже. Эта акустическая система отличается тем, что может работать как самостоятельно, так и в составе многоканальной системы.

    Центральные колонки – важно, чтобы они находились поближе к телевизору, над ним или под ним. В фильмах передает голос. Акустика центрального канала используется для построения многоканальной системы объемного звука.

    Тыловые колонки – могут располагаться высоко над головой слушателя, по бокам или сзади. Их можно развернуть динамиком к стене. В данном случае звук будет отражаться от поверхности стены. Они используются для создания картины «окружения звуком».

    Сабвуфер – передает звуки низких частот. Обязателен для построения системы домашнего кинотеатра. При использовании фронтальных колонок среднего и бюджетного класса добавление сабвуфера может значительно улучшить качество звука.

    Сателлит – это маленьких размеров колонка, которая используется в недорогих комплектах для домашних кинотеатров.

    • Мониторный громкоговоритель – чаще всего применяется в радиовещательных и звукозаписывающих студиях для контроля фонограмм, поскольку он в точности передает все нюансы музыкального материала. Это дает возможность услышать не только музыкальные детали фонограммы, но и огрехи звукорежиссера, искажения усилителя. Поэтому в домашних условиях использование мониторного громкоговорителя не всегда уместно.

    Твитер – устанавливается сверху на фронтальную колонку и помогает воспроизвести высокие и ультравысокие частоты.

    Компьютерные колонки – акустическая система, предназначенная для работы с компьютером.

    Биполярные колонки – оснащены двумя комплектами динамиков, расположенных под углом примерно 90° друг к другу. Играют роль тылового канала в домашнем кинотеатре.

    Назначение

    Домашняя – рассчитана на использование в домашних условиях. К подобной акустике относятся многокомпонентные системы для «домашнего кинотеатра», стереосистемы для прослушивания музыки, в том числе продвинутые «меломанские» модели.

    Концертная – используется в концертной деятельности. Эти колонки отличаются высокой мощностью и большими габаритами, а также имеют специальные разъемы.

    Мониторная – обладает отличными амплитудно-частотными характеристиками и не искажает звук. Применяются для контроля качества сигнала в студийной работе. В домашних условиях такое оборудование использовать не имеет смысла.

    Наружная – устанавливается на открытом пространстве, например, на летних площадках. Корпус таких колонок устойчив к воздействию влаги и коррозии.

    Информационная – применяется на вокзалах, в торговых центрах и других общественных местах. Многие модели используются в паре с усилителями в домашних условиях, однако, частотный диапазон у них часто более узкий по сравнению с обычными колонками.

    Кинотеатральная – используется для создания объемного звука в кинотеатрах. Это мощные пассивные колонки, которые подключаются к специальным театральным усилителям. Продаются поштучно – это позволяет собрать систему под конкретное помещение. Кинотеатральные колонки слишком дорогие, сложные и мощные для использования в домашних условиях.

    Тип установки

    По типам акустические системы делят в зависимости от места расположения и способа установки на несколько групп.

    Напольная – такая акустическая система имеет крупные размеры. Устанавливается непосредственно на пол. Если ее поднять, то исказятся низкие частоты. Используется для улучшенного звучания баса, а в системе 5.1 чаще всего играет роль фронтальной акустики.

    К напольной акустике относятся практически все сабвуферы, кроме встраиваемых в стену моделей.

    Полочная – акустическую систему размещают, чтобы высокочастотные волны находились на одном уровне с головой слушателя. Для этого ее прикрепляют на стену или устанавливают на стойку либо подставку.

    Такие колонки можно использовать самостоятельно в системе 2.1 или как фронтальный звук в системе объемного звучания.

    Полочной акустикой являются большинство сателлитов, мониторов, фронтальные и тыловые колонки небольших размеров (высотой до 600-700 мм).

    Саундбар – панель с колонками, которые создают эффект объемного звучания. Как правило, это небольшие колонки.

    Встраиваемая/подвесная акустика – может устанавливаться вглубь стены, в потолок или же крепиться на них.

    • Концертная и ландшафтная акустика – из названия видно, где данные системы устанавливаются и используются. От других акустик они отличаются большой выходной мощностью (концертные), влагонепроницаемыми корпусом и динамиками, изготовленными по особой технологии из полимерных и композитных материалов (ландшафтные).

    Настенная – напоминает полочную акустику, но имеет собственные крепления и не нуждается в подставках или полках. Минус – сложность монтажа.

    Линейный массив – вертикальная или горизонтальная конструкция, состоящая из нескольких колонок. Дает возможность охватить мощным звуком большие пространства. Такая акустика относится к концертной.

    Количество полос

    Акустические системы могут иметь от одной до семи частотных полос. От их количества зависит качество звука:

    • двухполосные системы – оптимальный вариант по качеству звука, где одна полоса воспроизводит низкие и нижние средние частоты, а другая – высокие средние и высокие частоты;
    • трехполосные системы – качество звука выше, что впрочем, сказывается и на стоимости. Одна полоса воспроизводит низкие частоты, вторая – средние, третья – высокие. Такие системы хоть и дают более качественный звук, но часто люди с немузыкальным слухом могут и не заметить разницы с двухполосной системой.

    Мощность

    Мощность оказывает значительное влияние на качество звука и механическую надежность самой системы, но это совсем не означает, что от мощности зависит громкость. Необходимо, чтобы мощности усилителя и акустической системы совпадали. В противном случае, если мощность усилителя будет больше мощности акустической системы, колонки легко могут выйти из строя.

    Если брать за основу площадь комнаты и мощность системы, то можно примерно ориентироваться на такие цифры: для комнаты площадью около 20 м 2 следует остановиться на мощности акустической системы в пределах 60-80 Вт , 30 м 2 – 100 Вт , а с площадь больше 30 м 2 – 150 Вт.

    Частота

    Условно диапазон частот, которые может воспринимать человеческое ухо, можно поделить на три части: низкие частоты (от 20 до 150 Гц), средние (от 100 до 7000 Гц) и высокие (от 5000 до 20000 Гц). Если акустическая система будет использоваться в дополнение к домашнему кинотеатру, то ее частотный диапазон должен быть приблизительно от 100 до 20000 Гц . Если же это универсальная акустика, то следует выбрать систему с более широким диапазоном - от 20 до 35000 Гц .

    Чувствительность

    Чувствительность системы напрямую влияет на громкость звука при заданной мощности. Используя высокочувствительную акустику, можно иметь не слишком мощный усилитель. Чувствительность указывается в дБ/Вт/м, что означает определенное звуковое давление в дБ на расстоянии 1 метр от динамика мощностью 1 Ватт. Условно чувствительность 84-88 дБ считается низкой, 89-92 дБ – средней, 94-102 дБ – высокой. Таким образом, чем выше чувствительность, тем лучше, однако не следует забывать, что мощный усилитель способен легко повредить чувствительные динамики.

    Для музыкантов

    Студийный монитор – позволяет контролировать качество звука, баланс инструментов и другие важные параметры при звукозаписи.

    Концертный (сценический) монитор – создает дополнительное звуковое поле, посредством которого исполнитель ориентируется в звуке музыки.

    Различают два вида концертных мониторов:

    • напольный (наклонный) – подает звук исполнителю с минимальными искажениями и высоким давлением;
    • боковой – повышает громкость мониторной системы на сцене. Располагаются по краям сцены. Зачастую роль боковых мониторов играют концертные акустические системы.

    Важно : перед покупкой акустической системы обязательно прослушайте ее. Конечно, оценить качество звучания в шумном зале очень сложно. А вот в шоу-руме – вполне реально. Для прослушивания не используйте записи, которые имеются у продавцов, а возьмите хорошо известную во всех нюансах, много раз услышанную фонограмму.

    Также учитывайте, что усилитель в демонстрационном зале отличается от вашего. Обязательно отключите все опции, отвечающие за обработку звука, в том числе тембральные.

    Стоит обратить внимание на точность работы акустики при уменьшении / увеличении громкости, чистоту звука. Однако еще важнее – собственные ощущения от прослушивания.

    Звуковое давление

    Звуковое давление влияет на максимальную громкость акустики. Измеряется в SPL. Чтобы оценить этот параметр, стоит знать:

    • 10 дБ SPL – шепот;
    • 50 дБ SPL – беседа;
    • 110 дБ SPL – работающий трактор;
    • 150 дБ SPL – взлетающий самолет.

    Интерфейсы

    Входы / выходы

    • RCA – характеризуется низкой устойчивостью к помехам, передает одноканальный звук;
    • XLR – для балансного подключения, отличается высокой помехоустойчивостью. Дает возможность работать с длинными проводами без ущерба для чистоты аудиосигнала. Подобный стандарт является профессиональным.
    • Jack (TRS 6.35 мм) – устойчив к помехам, может использоваться для балансного подключения. Встречается в профессиональном оборудовании и музыкальных инструментах.
    • mini-Jack (TRS 3.5 мм) – чувствителен к помехам. Используется в мобильных устройствах (телефоны, плееры).
    • AES/EBU (разъем XLR) – в отличие от предыдущих передает цифровой аудиосигнал. Дает низкий уровень помех и чистый звук. Применяется в профессиональной технике.
    • Speakon – для передачи аудиосигнала с усилителя мощности. Применяется в концертном оборудовании.
    • Коаксиальный (разъем RCA) – для передачи цифрового аудиосигнала (стандарт S/P-DIF). Выгодно отличается от интерфейса RCA возможностью передавать многоканальный звук. Коаксиальное соединение чувствительно к помехам.

    Другие входы

    • USB – для подключения флешки, что позволяет использовать акустику в качестве музыкального центра. Этот разъем подойдет для зарядки аудиоплееров и другой портативной техники.
    • Оптический – для передачи цифрового аудиосигнала (стандарт S/P-DIF). Используется для работы с многоканальным звуком. В отличие от коаксиального интерфейса устойчив к помехам, однако такой кабель хуже переносит сгибы, да и цена его выше.

    Материал корпуса

    Дерево – обладает замечательными акустическими свойствами и привлекательным видом, но стоит очень дорого. Используется в элитной акустике.

    Пластик – выгодно отличается от дерева меньшей стоимостью и разнообразием дизайнерских решений, но уступает ему по акустическим качествам.

    МДФ – дороже пластика, но дешевле дерева при сопоставимых акустических свойствах. Такой вариант получил наибольшее распространение.

    Алюминий – позволяет выполнить корпус сложной формы, но негативно влияет на качество звука («звонкость» из-за резонанса на высоких и средних частотах).

    Импеданс

    Под импедансом понимается сопротивление акустики переменному току. Этот параметр учитывается при подключении колонок к внешнему усилителю. Акустическая система и усилитель должны работать с одинаковым сопротивлением: если импеданс колонок меньше, чем у усилителя, то звучание искажается, если этот параметр больше – звук будет достаточно тихим.

    Беспроводные колонки

    Беспроводные (портативные) колонки подключаются к смартфону, планшету или другому устройству через Bluetooth (наиболее распространенная версия – 4.2). Такой гаджет занимает минимум места и обеспечивает качественный звук. В результате можно слушать любимую музыку в путешествиях и походах, на пляже и вечеринках в кругу друзей.

    В портативной акустике предусматривается и проводное соединение с мобильными устройствами (через mini-Jack). Также этот разъем позволяет подключить к девайсу наушники. При проводном подключении меньше расходуется заряд батареи.

    Основные параметры:

    • количество каналов – чем больше, тем объемнее звучание (1.0 – моно, 2.0 – стерео, 2.1 – стерео с сабвуфером);
    • количество полос – должно соответствовать количеству динамиков, если полос больше, то качество звука будет очень низким;
    • мощность – в зависимости от модели колеблется в пределах 1.5-120 Вт;
    • частотный диапазон – чем шире, тем выше качество воспроизводимого звука (нижние частоты – 20-500 Гц, верхние – 10000-25000 Гц);
    • громкость – минимальный параметр составляет 80 дБ, но лучше взять модель, выдающую 95-100 дБ (достаточно для просторной комнаты).

    Питание

    Подавляющее большинство портативной акустики имеет аккумулятор, однако встречаются модели, которые работают на батарейках. Такие гаджеты имеют меньший вес и не нуждаются в розетке. Недостаток – расходы на приобретение элементов питания. В беспроводной акустике может быть предусмотрено питание от сети (220В) и ПК / ноутбука (через USB-порт).

    Емкость аккумулятора – определяет время непрерывной работы устройства. Единица измерения – миллиампер-час (мАч). Чем больше емкость батареи, тем дольше будет звучать музыка. Стандартный вариант – 2200 мАч рассчитан на 10 часов. Этот параметр особенно важен, если колонка будет использоваться на открытом воздухе.

    Материал корпуса

    Чаще всего корпус беспроводных колонок выполняется из практичного и сравнительно дешевого пластика, намного реже можно встретить металлические и деревянные варианты. В пыле- и влагозащищенных моделях применяются резина и силикон, которые хорошо противостоят и ударам.

    Дополнительно

    Также имеет значение габариты и вес портативной акустики. Для спорта и активного отдыха лучше выбирать компактную и легкую модель с карабином или другим надежным креплением. Если колонка будет находиться дома или в офисе, то отдайте предпочтение увесистому гаджету, дающему более качественный звук.

    Беспроводные колонки чаще всего используются вне помещения. Поэтому при выборе стоит обратить внимание на защиту от пыли и влаги. Эта характеристика обозначается в виде кода IPXX, где первая цифра указывает на степень защиты от пыли, вторая – на степень влагозащиты.

    Защита от пыли (песка):

    • IP4X – защита от предметов размером 1 мм и более;
    • IP5X – пылезащищенный корпус;
    • IP6X – пыленепроницаемый корпус.

    Защита от влаги:

    • IPX1-3 – защита от вертикальных капель, практически бесполезна;
    • IPX4 – защита от брызг с любого направления (дождь);
    • IPX5-6 – защита от струй / сильных струй (сильный дождь, ливень);
    • IPX7 – колонка выдерживает кратковременное погружение на глубину до 1 м (случайное падение в бассейн);
    • IPX8 – колонка выдерживает длительное погружение на глубину более 1 м (время нахождения – более 30 минут).

    Портативная акустика для улицы должна обладать защитой IP45 или IP56. А вот на пляж или рыбалку лучше взять более надежную модель с параметром IP67 или IP68.

    Важно : производители гарантируют защиту от воздействия пресной воды. Но морская вода или вода с различными химическими веществами может вывести колонку из строя. Полная водонепроницаемость увеличивает стоимость девайса и ухудшает качество звука – он становится более тихим и глухим.

    Виброколонки – вид портативных колонок. Эта акустика устанавливается на плоской поверхности, которая и выступает в качестве динамика (стекло, мебель). Фиксация на разные опоры позволяет регулировать «окраску» звука. Недостаток – работает только в тандеме с предметом. У некоторых обычных портативных колонок есть отдельная опция «вибро».

    Оснащение

    Позолоченные разъемы – на качество звука влияют кабели и материал разъемов, для этого контакты часто покрывают тонким слоем никеля или золота. Это обеспечивает максимальное качество соединения.

    Шипы – заостренные ножки на колонках для устойчивого расположения колонки на полу и предотвращения различных ненужных вибраций.

    Защита от перегрузки – специальная защита, предотвращающая выход из строя колонок, если вдруг на них подадут сигнал, превышающий их максимально допустимую мощность.

    Магнитная защита – наличие магнитного экрана у колонок. Желательно экранирование фронтальных и центральных колонок. Чаще всего они располагаются вблизи телевизора или монитора, из-за магнитного поля, излучаемого этими колонками, изображение может исказиться.

    Ленточный излучатель – улучшает чувствительность акустики, повышает качество звучания и обладает широкой характеристикой в горизонтальной плоскости. Минус – высокая цена динамика с таким излучателем. Подобное решение обычно используется для высокочастотных динамиков.

    Электростатический излучатель – дает высочайшее качество звука с минимальным уровнем искажений. Минусы: высокая цена динамика, необходимость работы с ним усилителя элитного класса, имеющим выходной трансформатор, плохое воспроизведение низкочастотного звука.

    Пассивный излучатель – повышает качество низкочастотного звука. В отличие от активных излучателей, пассивный не выдает звук, а только колеблется под воздействием их звучания.

    Влагозащита корпуса – предотвращает попадание влаги внутрь колонки. Влагозащита также подразумевает наличие диффузора, который имеет водоотталкивающую пропитку. Используется в наружных акустических системах. Встраиваемые колонки с влагозащитой могут устанавливаться в помещениях с высокой влажностью, например, бассейнах.

    Фазоинвертор – повышает качество звучания и увеличивает звуковое давление.

    Bi-Amping/Wiring – делит сигнал на высокие и низкие частоты до поступления на вход акустики, что исключает их взаимное влияние. Применяется в многополосной акустике. Термин «Bi-Amping» используют по отношению к активным колонкам, «Bi- Wiring» – к пассивным.

    Bluetooth-модуль – предназначен для беспроводного подключения мобильного устройства (смартфона, планшета) к колонкам. Это позволяет воспроизвести музыку, хранящуюся в памяти гаджета. Минус – более низкое качество звука при высокой цене такого соединения.

    Пульт ДУ – дает возможность управлять акустической системой на расстоянии, что весьма удобно.

    Функции сабвуфера

    Регулировка частоты среза – меняет верхнюю границу частот, которые выводятся на сабвуфер. При этом остальной частотный диапазон «завязан» на основные колонки. Данная опция помогает настроить акустику под различные стили музыки.

    Регулировка фазы – позволяет согласовать друг с другом звук с сабвуфера и основных колонок. Улучшает качество звучания.

    Регулировка уровня – настраивает уровень громкости низких частот.

    LFE-вход – дает возможность использовать сабвуфер в паре с высококлассными системами многоканального звука. На такой вход подается низкочастотный сигнал, обогащенный звуковыми эффектами.

    Дисплей – отображает данные о проигрываемом треке, дате, времени, уровне заряда батареи. Облегчает использование гаджета.

    Кардридер – позволяет слушать музыку с карты памяти (Micro SD).

    USB – дает возможность прослушивать треки с флешки. Также используется для подключения к колонке смартфона и его зарядки.

    FM-приемник – поможет разнообразить музыкальное «меню» композициями, звучащими по радио.

    Ethernet / Wi-Fi – возможность проводного / беспроводного подключения колонки к Интернету. В этом случае перечень прослушиваемых музыкальных произведений станет еще шире благодаря интернет-радио.

    TWS – служит для подключения к другой беспроводной колонке. Это удваивает громкость и позволяет охватить звуком большую площадь.

    Спикерфон – дает возможность пользоваться колонкой для общения по Skype или по телефону (громкая связь). В этом случае руки пользователя остаются свободными.

    Эквалайзер – предназначен для регулировки частоты в зависимости от предпочтений слушателя.

    NFC-модуль – устанавливает соединение между смартфоном и портативной колонкой в одно касание.

    DLNA – используется для соединения различных гаджетов в единую сеть. Дает возможность подключенным устройствам обмениваться файлами, в данном случае музыкой.

    Панорамное аудио – обеспечивает распространение звука на 360°, что делает звук более объемным.

    Power Bank – дает возможность заряжать смартфон и планшет от колонки. Подобные модели оснащаются емкими батареями, что увеличивает их вес, размеры и стоимость.

    Также портативная акустика оснащается часами, будильником, фонариком, креплениями для разных поверхностей (присоска, карабин, на руль велосипеда)

    Умные (смарт) колонки

    Умные колонки – устройства, оснащенные динамиками, микрофонами и системой искусственного интеллекта. Помимо своей очевидной функции эти колонки выступают в качестве пульта управления элементами системы «умный дом». Подключаются к Интернету и мобильным устройствам через Wi-Fi.

    Производителей качественной акустики условно можно разделить на два типа: одни выпускают относительно доступную технику для дома, другие занимаются производством акустики для аудиофилов и профессиональных звуковых компонентов. Цена на компоненты Hi-End класса очень высока, иногда она на порядок дороже другой аудиотехники, но настоящих ценителей звука это не пугает. Среди брендов следует отметить Canton , Bose , Bowers & Wilkins , Jabra , JBL , Jamo , Magnat, Monitor Audio, Morel, Paradigm, Sonance, Tannoy , Yamaha , Некоторые марки, несмотря на высокую стоимость своей продукции, предлагают относительно бюджетные варианты акустики. Это удобно, если вы не готовы платить большие суммы за акустическую систему, но хочется купить качественные, надежные колонки для хорошего звука.

    Мощность динамика
    ​

    Предельная шумовая мощность динамика, предельная долговременная мощность динамика, предельная кратковременная мощность динамика.

    Предельная шумовая мощность (PHC ) - мощность, которую динамическая головка длительно выдерживает без тепловых и механических повреждений. Длительность непрерывных испытаний указывает производитель в часах и на каком сигнале.

    Предельная долговременная мощность (RMS) - мощность, которую динамическая головка выдерживает без тепловых и механических повреждений в течение 1 мин с интервалом 2 мин 10 циклов подряд.

    Предельная кратковременная мощность (PMPO ) - мощность, которую динамическая головка выдерживает без тепловых и механических повреждений в течение 1 сек с интервалом 60 сек 60 циклов подряд.

    Под словом мощность в разговорной речи многие подразумевают «мощь», «силу». Поэтому вполне естественно, что покупатели связывают мощность с громкостью: «Чем больше мощность, тем лучше и громче будут звучать динамики». Однако это распространенное мнение в корне ошибочно! Далеко не всегда динамик мощностью 100 Вт будет играть громче или качественней того, у которого указана мощность «всего» в 50 Вт. Значение мощности скорее говорит не о громкости, а о механической надежности акустики. Те же 50 или 100 Вт - это совсем не громкость звука, издаваемого динамиком. Даже самые лучшие динамические головки сами по себе имеют низкий КПД и преобразуют в звуковые колебания лишь 2-3% мощности подводимого к ним электрического сигнала, а у большинства динамиков и того меньше (хотя издаваемого звука вполне хватает для создания звукового сопровождения).
    Величина, которую указывает производитель в паспорте динамика или системы в целом, говорит лишь о том, что при подведении сигнала указанной мощности динамическая головка или акустическая система не выйдет из строя (вследствие критического разогрева и межвиткового КЗ провода, «закусывания» каркаса катушки, разрыва диффузора, повреждения гибких подвесов системы и т.п.).

    Таким образом, мощность акустической системы - это технический параметр, величина которого не имеет прямого отношения к громкости звучания акустики, хотя и связана с ней некоторой зависимостью. Номинальные значения мощности динамических головок, усилительного тракта, акустической системы могут быть разными. Указываются они скорее для ориентировки и оптимального сопряжения между компонентами. К примеру, усилитель значительно меньшей или значительно большей мощности может вывести динамик из строя в максимальных положениях регулятора громкости на обоих усилителях: на первом - благодаря высокому уровню искажений, на втором - благодаря нештатному режиму работы динамика.

    Мощность может измеряться различными способами и в различных тестовых условиях. Существуют общепринятые стандарты этих измерений. Рассмотрим подробнее некоторые из них, наиболее часто употребляемые в характеристиках изделий западных фирм:

    RMS (Root Mean Squared - среднеквадратичное значение). Мощность измеряется подачей синусоидального сигнала частотой 1000 Гц до достижения определенного уровня нелинейных искажений. Обычно в паспорте на изделие пишется так: 15 Вт (RMS). Эта величина говорит о том, что акустическая система при подведении к ней сигнала мощностью 15 Вт может работать длительное время без механических повреждений динамических головок. Для недорогой акустики завышенные по сравнению с Hi-Fi динамиками значения мощности в Вт (RMS) получаются вследствие измерения при очень высоких гармонических искажениях, часто до 10%. При таких искажениях слушать звуковое сопровождение практически невозможно из-за сильных хрипов и призвуков в динамической головке.

    PMPO (Peak Music Power Output - пиковая музыкальная мощность). В данном случае мощность измеряется подачей кратковременного синусоидального сигнала длительностью менее 1 секунды и частотой ниже 250 Гц (обычно 100 Гц). При этом не учитывается уровень нелинейных искажений. К примеру, мощность динамика равна 500 Вт (PMPO). Этот факт говорит о том, что акустическая система после воспроизведения кратковременного сигнала низкой частоты не имела механических повреждений динамических головок. В народе единицы измерения мощности Вт (PMPO) называют "китайскими ваттами" из-за того, что величины мощности при такой методике измерения достигают тысячи Ватт! Представьте себе - маленькие динамики диаметром 10 см играющие от дешевой балалайки (магнитолы), имеющую электрическую мощность 15 В*А и развивают при этом пиковую музыкальную мощность 1500 Вт (PMPO).

    PHC Максимальная (предельная) шумовая (паспортная) мощность (англ. power handling capacity), характеризующая устойчивость акустической системы к тепловым и механическим повреждениям при длительной (в течение 100 ч) работе с шумовым сигналом типа «розовый шум», спектр которого приближается к спектру реальных музыкальных сигналов;

    Наравне с западными существуют также советские стандарты на различные виды мощности. Они регламентируются действующими по сей день ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88. Эти стандарты определяют такие понятия, как номинальная, максимальная шумовая, максимальная синусоидальная, максимальная долговременная, максимальная кратковременная мощности. Некоторые из них указываются в паспорте на советскую (и постсоветскую) аппаратуру. В мировой практике эти стандарты, естественно, не используются, поэтому мы не будем на них останавливаться.

    Делаем выводы : наиболее важным на практике является значение мощности, указанной в Вт (RMS) при значениях коэффициента гармоник (THD), равного 1% и менее. Однако сравнение изделий даже по этому показателю очень приблизительно и может не иметь ничего общего с реальностью, ведь громкость звука характеризуется уровнем звукового давления. Поэтому, информативность показателя «мощность акустической системы» - нулевая.

    ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

    Чувствительность (SPL ) - один из параметров, указываемых производителем в характеристике акустических систем. Величина характеризует интенсивность звукового давления, развиваемого колонкой на расстоянии 1 метра при подаче сигнала частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Измеряется чувствительность в децибелах (дБ) относительно порога слышимости (нулевой уровень звукового давления равен 2*10^-5 Па). Иногда используется обозначение уровень характеристической чувствительности (SPL, Sound Pressure Level). При этом для краткости в графе с единицами измерений указывается дБ/Вт*м либо дБ/Вт^1/2*м (или 2.83В) .
    При этом важно понимать, что чувствительность не является линейным коэффициентом пропорциональности между уровнем звукового давления, мощностью сигнала и расстоянием до источника. Многие фирмы указывают характеристики чувствительности динамических головок, измеренные при нестандартных условиях.

    Чувствительность - характеристика, более важная при проектировании собственных акустических систем. Если вы не осознаете до конца, что означает этот параметр, то при выборе акустики можно не обращать на чувствительность особого внимания (благо указывается она не часто), если имеется внешний усилитель мощности.