Історія акустичних систем. Історія створення АС "Електроніка" з металевими дифузорами. Як влаштований динамік

Сьогодні ми вже не уявляємо нашого життя без звуків, музики, навушників, недорогих колонокта брендових акустичних системпо кілька сотень ватів, що кидають сусідів у жах. Давайте поринемо у майже двовікову історію розвитку акустичних систем і простежимо нелегкий шлях еволюції цього невід'ємного атрибуту нашого життя. Тиша стала гучнішою. Террі Пратчет Електрика та звук: перші досліди У 1831 році світ чекало одне з найбільших відкриттів сучасності: англійський фізик-експерементатор Майкл Фарадей спостерігає за таким явищем, як електромагнітна індукція. Через три роки з'явиться поняття електричного та магнітного полів, електромагнетизму, а трохи згодом і п'єзоелектрики. Людина плавно входить у епоху електрики. Тодішній побут нам може здатися дещо нудним: відсутність телебачення, радіо, електричного освітлення. Для розваги – бали та театри, для душі – жива музика, для роботи – ручна сила, водяне колесо, вітряки та механічні пристрої. До появи пристроїв, хоча б віддалено нагадують сучасні акустичні системи, пройде ще не один десяток років, а поки що італієць Антоніо Меучі займається розробкою телеграфа, що «говорить». У 1849 році Меучі конструює повністю робочий прототип прабатька сучасного телефону, але недолік грошових коштівне дозволяє йому виплатити суму $250 за отримання патенту. Через 11 років винахідник демонструє як за допомогою телеграфу можна передавати голос співака на відстань у кілька миль, а вже в 1861 до досліджень підключається Йоганн Філіп Рейс. Опублікувавши доповідь "Про телефонію за допомогою електричного струму", Йоганн Рейс демонструє громадськості пристрій, який заслужено можна назвати першим гучномовцем. Втім, Рейс віддає перевагу назві «музичного телефону». Як мембрана Рейс вибрав свинячу кишку, занурену в ртуть. Медна котушка приймача під впливом струму, що йде від гальванічної батареї , змушувала намагнічуватися та розмагнічуватись сталевий стрижень приймача. Динамік Рейсу можна було почути з відривом до 100 метрів і його поява поклала міцний фундамент шляху побудови електродинамічних акустичних систем. На жаль, недосконалість конструкції та специфіка матеріалів дозволяли відтворювати лише дуже гучні звуки. Для людської мови гучномовець був непридатний. Через кілька місяців винахід Йоганна Рейса назвуть "кумедною іграшкою", а німецький механік Альберт власноруч налагодить виробництво цього "марного винаходу". Один із таких пристроїв потрапляє до Олександра Грехема Белла. Вивчивши принцип роботи динаміка Рейсу, Белл береться за розробку свого «ноу-хау» – приладу для глухих людей, що перетворює звук на світловий сигнал. Наступні 16 років Белл займається розробкою телефонного апарату і в 1876 14 лютого нарешті патентує свій пристрій. Проробивши сотні дослідів з передачі телеграфних повідомлень і розробивши десятки всіляких конструкцій, Белл прийшов до створення свого наступного винаходу. Телефон Белла був представлений трубкою з натягнутою шкіряною мембраною, з'єднаною з магнітною системою та котушкою індуктивності. Як мікрофон використовувався аналогічний пристрої «динамік», у зв'язку з чим, викликані людським голосом електричні коливання, були занадто малі для подолання опору довгих проводів. Максимальна дальність передачі звуку за допомогою телефону Белла становила лише 500-600 метрів. Епоха рупорних динаміків Незважаючи на те, що основи посилення звуку були закладені ще в III столітті до нашої ери і були пов'язані з появою такого музичного інструменту як орган (який отримав в Олександрії ім'я «гідравлоса»), використання рупора, аналогічного духовим музичним інструментам у сфері акустики почалося лише у другій половині ХІХ століття. У 1877 році американський винахідник Томас Едісон закінчує роботу над першим пристроєм, здатним записувати та відтворювати звук. Фонограф став революційним винаходом, завдяки якому в наступні тридцять років світ побачить грамофон, патефон, платівки та зіткнеться з таким поняттям як звукозапис (докладніше у статті: "Історія звукозапису"). І хоча Едісона завжди приваблювала електрику, у своїх акустичних дослідах він все ж таки вирішив відштовхуватися від виключно механічних можливостей свого винаходу. Принцип відтворення звуку фонографом полягав у ковзанні голки-різця за поглибленням і нерівностями (звуковою доріжкою), що утворилися під час запису на вкритому фольгою валику. Механічні коливання голки передавалися на мебрану-випромінювач, оснащену рупором. Фізика звуку дозволяла з допомогою найпростішого акустичного устрою значно посилити мізерні коливання голки. Втім, у подібної суто механічної акустичної системи була низка недоліків. Рівень гучності та коефіцієнт посилення був недостатнім, а якість звучання залишала бажати кращого. До того ж, рупорні динаміки були надто громіздкими і про мобільність не могло йтися. Їх пік популярності припадає на період з 1880 по 1920 рік, якраз у той час, коли допитливі уми з усіх куточків світу займаються винаходом та освоєнням електродинамічних акустичних систем. До рупорного оформлення динаміків виробники повернуться і надалі, а вже в XXI столітті саме цей тип випромінювачів, але які працюють за законами електродинаміки, вважатиметься одним із еталонних за якістю звучання. Від телеграфу і котушки до електродинамічних гучномовців Принцип роботи динаміка, закладений Олександром Беллом, протягом майже півстоліття залишається незмінним. В 1874 Ернст Сіменс отримує патент на використання «магнітоелектричного апарату для отримання механічного руху електричної котушки під дією струму». Ув'язнена в магнітному полі котушка зі спеціальною підтримкою, згідно з задумом автора патенту, мала відтворювати звук. На жаль, Сіменс не зміг підтвердити патент на практиці. Лише 1898 року англійський фізик і винахідник Олівер Лодж патентує конструкцію першого електродинамічного гучномовця. Заклавши принцип перетворення вхідних сигналів змінного струму для отримання звуку, Сіменс фактично винайшов велосипедну раму до появи коліс: рішення, яке дозволило б посилити звукову хвилю у німецького винахідника не було і розкачати голівку гучномовця для отримання достатнього рівня гучності в кінці XIX століття так і не уявлялося можливим. У наступні 25 років індустрія "електричного звуку" практично стоїть на місці, а аналоговий фонограф Едісона досягає піку своєї популярності. Дослідження провідних фізиків та експериментаторів врешті-решт дозволяють знайти рішення для забезпечення котушки та головки гучномовця достатньою потужністю. Провівши серію дослідів у рамках лабораторії компанії General Electric, винахідники Честер Райс та Едвард Келлог у 1924 році патентують принцип роботи електродинамічного випромінювача. В його основу лягла проста фізика: акустична потужність зростає пропорційно до квадрата частоти вхідного сигналу. Використовуючи коливання діафрагми в області частот з максимальним перевищенням резонансу рухомої системи, можна отримати мало спотворене відтворення звуку. Зв'язавши обидва принципи воєдино, Райс і Келлог отримали випромінювач, оснащений діафрагмою катушкою. 1926 став переломним у подальшій еволюції акустичних систем. На ринок виходить перша промислова модель радіоли Radiola Model 104 із вбудованим підсилювачем потужністю 1 Вт. Її вартість у 1926 році становила $260, сума, еквівалентна $3000 у 2015 році. Для споживача стає доступним і радіоприймач Radiola 28. Відповіддю з боку СРСР став гучномовець «Рекорд» для дротового мовлення («радіоточка») та його рупорний аналог для мовлення на площах «ТМ», розроблених у Центральній радіолабораторії Петрограда. Конструкція перших електродинамічних гучномовців передбачала наявність високоомних котушок, які, по суті, виконували роль магніту, що приводить у дію паперову або тканинну мембрану. На той момент у промисловості вже активно використовувалися потужні магніти і в 1927 Гарольд Хартлей пропонує замінити громіздку котушку на постійний магніт. Завдяки стабільності магнітного поля у зазорі, постійний магніт міг забезпечити низькі спотворення (у межах еволюційного періоду гучномовців у першій половині ХХ століття) звуку. За таку «високу вірність» (англ. «вірність» – fidelity) покоління електродинамічних гучномовців, які використовують постійний магніт, відносять до нового класу – Hi-Fi (High Fidelity – англ. «висока вірність»), стандарт на який було затверджено в 60 -Х роках минулого століття. «Закритий ящик» Дивно, але закладений Олівером Лоджем і доопрацьований Райсом та Келлогом принцип роботи електродіамічних випромінювачів залишився незмінним аж до сьогодні. Колонки, які ви бачите на своєму столі, і ті, що стоять в кімнаті або припадають пилом на батьківській шафі - всі вони працюють за тим же принципом, що і встановлені динаміки в радіолі Radiola Model 104, що вийшла майже 90 років тому. Принцип залишився колишнім, але ось їхнє акустичне оформлення змінилося кардинально. Якби в еволюції акустичних систем не з'явився геніальний винахідник на ім'я Едгар Вільчур, відповісти однозначно, що саме вам довелося б слухати сьогодні і як би виглядали сучасні колонки було б нелегко. Але Вільчур не тільки з'явився на світ далекого 1917 року, він зумів зробити справжню революцію у світі електричної акустики. Аж до середини 50-х років XX століття інженерів хвилювало питання покращення якості звучання електродинамічних гучномовців. З цією метою проводилися дослідження щодо пошуку «священного граалю»: експерименти з матеріалами мембрани, напругою, котушками. На жаль, звук, як і раніше, залишався різким, а про наявність «глибокого басу» не могло бути й мови. Тильна сторона корпусу гучномовця залишалася відкритою, що призводило до «короткого замикання» за низькими частотами. Ще одним варіантом оформлення гучномовця було використання фазоінвертора, який, втім, також мало впливав на резонансну частоту голівки, але дозволяв розширити характеристику область низьких частот. У 1954 році американський винахідник Едгар Вільчур подає патентну заяву на реєстрацію пристрою, що називається «закрита скринька». Через 2,5 року Бюро Патентів задовольняє заявку і автор отримує ліцензію на свій винахід, який незабаром переверне весь акустичний світ. З метою полегшення конструкції пружного підвісу в електродинамічних гучномовцях і зменшення навантажень, що діють на нього (викликають значні спотворення звуку), Вільчур пропонує включити в роботу повітря. Ідея може здатися немислимо простий, але секрет геніальності завжди полягає у простоті. Для здійснення свого задуму Вільчур пропонує використовувати закритий дерев'яний ящик, в яку і помістити електродинамічний гучномовець. Як колись у давнину Архімед закричав «Еврика», так і весь світ мав вигукнути: «Знайшли»! Використання закритого корпусу дозволило не тільки значно збагатити звучання гучномовця, наситити його низькими частотами і додати «м'ясистості», а й зменшити розміри акустичних систем з величезних шаф з вагою до невеликих тумбочек. Ще одним не менш геніальним винаходом Едгара Вільчура по праву вважається використання купольної пищалки (ВЧ-дослідника або твітера). Перше використання окремого динаміка для відтворення високих частот можна знайти в легендарній акустичній системі AR3, яка стала логічним еволюційним продовженням систем AR1 та AR2, випущених компанією Acoustic Research. Сьогодні колонка AR3 посідає почесне місце у Смітсоніанському музеї у Вашингтоні. Знайти її можна серед експонатів «Інформаційної епохи», між телеграфним ключем Морзе та першим ПК Стіва Джобса Apple I. І понеслося… Основні принципи роботи електродинамічних випромінювачів були закладені ще 1924 року, конструкція закритої скриньки, запропонована Вільчуром, була зареєстрована 1956 року. час експериментів, удосконалення існуючої конструкції акустичної системи та виведення звуку на якісно новий рівень . Найбільш швидкий період у розвитку акустичних систем посідає 1970 – 1985 рік, коли провідні виробники влаштовують справжнє змагання технологій. У 1972 році компанія Sansui представляє першу колонку SF1 із 360-градусним випромінюванням звуку. Свою відповідь відразу дає і японський виробник Pioneer, презентуючи модель CS-3000 з використанням купольних динаміків. Завдяки рупору з неординарною конструкцією та захопленню випромінювання з тильного боку дифузора невелика колонка Victor FB-5-2 дозволяє озвучити стандартне житлове приміщення, споживаючи всього 1 Вт. Перша колонка з дійсно значним басом (нижня частота відтворення стартує від 20 Гц) виходить у 1973 році. Technics SB-1000: 22-сантиметрові магніти, 10-сантиметрові котушки та вага в 52 кілограми. Через рік на ринок виходить одна з найпопулярніших колонок за всю історію існування промисловості. У 1974 році компанія Yamaha презентує акустичну систему NS 1000. Використовуючи при виробництві дифузорів берилій, японські інженери зуміли перевершити представлені на ринку головки практично за всіма характеристиками. Розпочавши вивчення питання достовірності звучання акустичних систем, Technics знову здійснює технологічний прорив у цій сфері. У березні 1975 року на прес-конференції в Токіо вона демонструє трисмугову АС Technics SB-7000 – бестселер свого часу. У СРСР порадувати споживача потужним звуком наважилися лише до кінця 70-х. На суд радянських громадян надійшла серія колонок 35 АС-1 та 35 АС 212, відома як «гучна та гучна S-90». Поки західні виробники займаються просуванням великих і потужних акустичних систем, розрахованих на концертні зали, японські компанії як пріоритетний напрямок обирають розробку «домашніх акустичних систем». Перелічити все те розмаїття акустичних систем, яке хлинуло ринку у період початку 70-х до середини 80-х неможливо. Виробники експериментують з усім чим можна: від розміщення динаміків, їх форми та звукоізоляції, до використання неординарних матеріалів при виготовленні головок. 1976 року англійська компанія Bowers & Wilkins вперше береться за виготовлення дифузора середньочастотного динаміка з кевлару. Так на ринок виходить модель B&W DM6. Подальші пошуки виробників акустичних систем вже спрямовані на отримання максимального занурення слухача в атмосферу музики. Але експерименти в області звуку можуть продовжуватися нескінченно довго, але тільки точне обладнання, необхідне технічне оснащення та розуміння того, чого справді прагнуть усі виробники акустичних систем могло дати свої плоди. У 1981 році співзасновник компанії Bowers & Wilkins Джон Бауерс вирішує відкрити окрему дослідницьку лабораторію в невеликому англійському містечку Стейнінг. Через кілька років дітище Бауерса стане відомим далеко за межами Великобританії, а «Університет звуку» зробить перелік відкриттів, які дозволять вивести АС зовсім на новий рівень звучання. Після загальноприйнятого стерео-формату 2.0 на ринок надходять акустичні системи, що складаються з 3, 5, 7 і навіть 9 колонок, дозволяючи слухачеві насолоджуватися багатоканальним звуком та відчуттям просторового 3D-звучання. Поява в 1994 році технології Bluetooth для бездротової передачіданих не могло не вплинути на сферу акустичних систем. У жовтні 2009 року компанія Creative представила першу акустичну систему формату 2.1, яка використовує для передачі аудіо сигналу від джерела звуку технологію Bluetooth. Рік по тому, 1 вересня 2010 року, в рамках презентації в Сан-Франциско компанія Appleпредставить власну технологію для бездротової потокової передачі між пристроями – AirPlay. Слідом за AirPlay починається Нова сторінкав історії електроакустики - ера бездротових акустичних систем, що поєднують дивовижний дизайн, відмінне звучанняі приголомшливу функціональність. Але це вже тема окремої статті. http://iphones.ru

Ірина Алдошина

Дата першої публікації:

вер 2007

Терміни, визначення, історія розвитку.

Одним із найзнаменитіших винаходів ХХ століття є гучномовець. Саме його поява (поряд з мікрофоном) забезпечила можливість розвитку систем звукозапису та звуковідтворення. Нині гучномовці відносяться до наймасовіших видів звукової апаратури (за приблизними підрахунками їх промисловий випуск сягає 500 млн. штук на рік). Від якості звучання гучномовців значною мірою залежить якість звуку в системах звукопідсилення, радіомовлення, телебачення, звукозапису та домашнього відтворення.

Саме тому дослідженням фізичних процесів перетворення звуку в гучномовцях, створенням їх математичних моделейта алгоритмів, програмних продуктівдля їх розрахунку та проектування займаються десятки університетів та наукових центрів, а виробництвом – сотні найбільших фірм. Не дивно, що практично на всіх міжнародних конгресах AES (Audio Engineering Society) працюють спеціальні наукові секції та семінари, присвячені цим проблемам, а на виставках у рамках цих конгресів представлені нові моделі та технічні рішення.

У пропонованій серії статей, присвяченій гучномовцям, буде розказано про принципи роботи, конструкції та технології сучасних гучномовців та методи їх розрахунку.

У першій статті будуть надані основні терміни та визначення, а також коротка історіярозвитку гучномовців.

Термінологія
Насамперед необхідно зупинитися на прийнятій нині термінології у міжнародних та вітчизняних стандартах та технічній літературі (оскільки тут існує велика плутанина). Відповідно до міжнародних та вітчизняних стандартів термін "гучномовець" застосовується до "пристроїв, призначених для ефективного випромінювання звуку в навколишній простір у повітряному середовищі, що містить одну або кілька головок гучномовців за наявності акустичного оформлення та електричних пристроїв (фільтрів, регуляторів тощо). )". Таким чином, цей термін означає будь-який акустичний перетворювач, що випромінює звук у повітряне середовище. Одиночний випромінювач позначається у вітчизняному стандарті ГОСТ 16122-87 як "головка гучномовця" (у зарубіжних каталогах іноді використовуються терміни "loudspeaker unit", "loudspeaker drive element" або "driver").

Однак у технічній літературі (підручниках, статтях тощо) термін "гучномовець" застосовується, переважно, для одиночного гучномовця. Пристрій, що містить гучномовці, фільтри, корпус та інші частини, називається "акустична система". Залежно від сфери застосування, вона може позначатися як "акустична система" (в основному, для домашнього застосування), "акустичний студійний агрегат" ("контрольний агрегат", "монітор"), " звукова колонкаі т. д. У зарубіжній літературі часто використовуються терміни "acoustical system" або "loudspeaker system". Тому щоразу доводиться розуміти за змістом, про що йде мова: про головки гучномовців або про акустичні системи.

Незалежно від сфери застосування (у студійній техніці, в системах звукопідсилення, у домашніх системах звуковідтворення) всі гучномовці (акустичні системи) складаються з наступних основних елементів (рис. 1):

- випромінювачів(головок гучномовців), кожен із яких (чи кілька одночасно) працює у своєму частотному діапазоні;
- корпусиякий може складатися як з декількох окремих блоків (кожний для випромінювачів свого діапазону), так і представляти єдину конструкцію;
- фільтруюче-коригувальних ланцюгів, а також інших електронних пристроїв(наприклад, для захисту від перевантажень, індикації рівня тощо);
- звукових кабелів та вхідних клем; підсилювачів(для активних акустичних систем) та кросоверів (активних фільтрів), у разі застосування окремих підсилювачів для кожної смуги частот.

Набір елементів (кількість головок гучномовців, використання активних або пасивних фільтрів, форма і конструкція корпусів тощо) може значно змінюватись для різних видів акустичних систем залежно від їх призначення, але принципи їх побудови, методи розрахунку та технологія виготовлення багато в чому схожі .

Перш ніж переходити до аналізу цих питань, коротко зупинимося на історії створення основних елементів гучномовців (випромінювачів, корпусів, фільтрів).

Історія розвитку
Спроби створення перших випромінювачів звуку розпочалися наприкінці ХІХ століття. У 1874 році німецький інженер Ернст Вернер фон Сіменс (Ernst Werner von Siemens), засновник компанії Siemens, описав магнітоелектричний апарат, в якому кругла котушка з намотаним дротом розташовується в радіальному магнітному полі зі спеціальною підтримкою для забезпечення можливості вертикального зміщення9 (патент9). Він зазначив тоді, що цей руховий механізм може використовуватися для отримання звуку, але не продемонстрував це на практиці. У 1877 році Сіменс зареєстрував у Німеччині та Англії ще два патенти, в яких були описані основні риси електродинамічного гучномовця, що згодом використовувалися у різних промислових конструкціях.

1876 ​​року американський вчений Олександр Белл (Alexander Bell) запатентував телефон і продемонстрував його звучання з використанням перетворювача дуже схожого типу. У період 1898-1915 років було зареєстровано низку патентів (винахідники Oliver Joseph Lodge, John Matthias Augustus Stroh, Anton Pollak та ін.), що стосуються введення окремих елементів: конічної діафрагми, центруючої шайби і т. д. Всі ці випромінювачі працювали з рупорами , перші зразки яких показано на рис. 2.

У період 1915-1918 років інженери Harold D. Arnold і Henry Egerton з фірми Bell Labs створили голівки гучномовців, що працюють за принципом "балансної арматури" (іноді цей принцип називають "врівноважений якір", але "балансна арматура" - усталений термін). У цій конструкції змінний струм подавався на обмотку, розташовану на сталевому стрижні, який рухався за рахунок взаємодії з магнітним полем і відповідно штовхав конус, навантажений на рупор (рис. 3). Хоча через велику жорсткість арматури діапазон відтворення був дуже обмежений, такий пристрій використовувався аж до 30-х років ХХ століття. Перші моделі рупорних гучномовців для систем озвучування в театрах і на вулицях (наприклад, 1919 року в Нью-Йорку на Park Avenue, 1920 року в Чикаго на республіканському конгресі тощо) використовували випромінювачі саме цього типу.

Революційний перелом у розвитку електродинамічних гучномовців стався в 1925 році, коли інженери Честер Райс (Chester W. Rice) та Едвард Келлог (Edward W. Kellogg) з фірми General Electric (США) опублікували статтю "Нотатки зі створення нового типу безрупорного гучномовця" "Праці американського товариства електроінженерів" (т. 44, квітень 1925). Ці інженери назавжди увійшли до історії звукотехніки як першовідкривачі одного з великих винаходів XX століття, основні елементи конструкції якого збереглися до теперішнього часу. Фактично було створено електродинамічний перетворювач зі звуковою котушкою та діафрагмою, що працює в діапазоні вище за її резонансну частоту. На цьому принципі було розроблено перший лабораторний макет гучномовця та одночасно зібрано макет лампового підсилювачащо забезпечує достатню потужність у повному діапазоні частот.

Вже 1926 року з'явилася перша промислова модель такого гучномовця під назвою Radiola Model 104 із вбудованим підсилювачем потужністю 1 Вт. Одночасно на ринок був випущений радіоприймач Radiola 28, який працював із цим гучномовцем. З цього моменту у світі розпочалося масове виробництво таких гучномовців.

Цікаво відзначити, що майже одночасно роботи зі створення електродинамічних гучномовців велися й у Росії. У 1923 році в Петрограді було створено Центральну радіолабораторію (ЦРЛ), пізніше перейменовану в Інститут радіомовного прийому та акустики (ІРПА). З перших днів створення ІРПА проводилися розробки гучномовців. У 1926 році було створено електромагнітний гучномовець "Рекорд" та електромагнітний рупорний вуличний гучномовець ТМ, які почали випускатися на заводі ім. Кулакова. У 1929 році А. А. Харкевич та К. А. Ламагін розробили в ІРПА перший зразок динамічного гучномовця (прямого випромінювання та рупорного), виробництво яких було розпочато у 1931 році на заводі ім. Козицького та на Київському радіозаводі.

Вже 1930-32 роках було створено перші потужні гучномовці для звукоусиления на Червоній площі Москві (потужністю 100 Вт). З 1935 року у країні почався масовий випуск електродинамічних гучномовців. Слід зазначити, що їх випуску неухильно наростав. До початку 90-х обсяг випуску електродинамічних гучномовців у нашій країні становив 70 млн. на рік (Рязанський радіозавод - обсяг випуску 15 млн. на рік, Гагарінський радіозавод - 13 млн., Бердський радіозавод, НВО "Радіотехніка" у Ризі та ін.) .

З появою промислових зразків електродинамічних гучномовців практично всі моделі рупорних гучномовців стали використовувати їх як випромінювачі. Створення рупорних гучномовців з конструкцією, близькою до сучасної, почалося з роботи інженерів Альберта Тураса (Albert L. Thuras) і Едварда Венте (Edward Christopher Wente), в 1927 запатентували вузькогорлий рупорний гучномовець, в якому використовувалася передрупорна камера і спец ).

Розвиток звукового кіно вимагав створення акустичних систем, що забезпечують достатню гучність і розбірливість звуку. Це спричинило появу багатосмугових систем. Однією з перших була продемонстрована Дугласом Ширером (Douglas Shearer) двосмугова акустична система, що складається з низькочастотних згорнутих рупорів і багаточастотного високочастотного рупора з використанням електродинамічних гучномовців. Система відтворювала діапазон 40-10000 Гц та мала досить високу чутливість (рис. 4). У 1938 році вона отримала премію Академії кіномистецтв і наук і стала свого роду еталоном для подальшого розвитку багатосмугових систем озвучування в кіно, театрах та ін.

З початком створення багатосмугових акустичних систем виникла потреба у використанні розділових фільтрів між низько-, середньо- та високочастотними гучномовцями. Перша стаття з теорії фільтрів для гучномовців з'явилася в 1936 (автори John K. Hilliard і Harry R. Kimball). У ній була дана теорія розрахунку фільтрів Баттерворта першого-третього порядку, які до 50-х років були визнані як найкраща форма для акустичних систем.

У період 1940-50 років розвивалися в основному потужні рупорні акустичні системи та відповідні головки гучномовців для професійних цілей озвучування залів кіно та театрів (фірми JBL, Altec Lancing та ін.).

У домашніх умовах використовувалися великі електродинамічні голівки без оформлення. Однак через коротке акустичне замикання в них не вдавалося отримати низькі частоти. Перші багатосмугові акустичні системи використовували великі корпуси "відкритого типу" об'ємом 300-500 куб. дм (літрів), при цьому діапазон частот, що відтворюється, починався з 80-100 Гц.

Справжня революція в побутовій техніці почалася з 1954 року, коли один із засновників фірми AR (Acoustical Research) Edgar M. Villchur показав на виставці в Нью-Йорку маленьку акустичну систему AR-1, засновану на новому принципі, що отримав назву "акустичний підвіс" або корпус "компресійного типу". Ідея цього винаходу, який відкрив дорогу сучасним системамдомашнього застосування, полягала в тому, що для отримання низьких частот використовувався корпус маленьких розмірів, пружність повітряного об'єму в якому більш ніж втричі перевищувала пружність підвісу низькочастотного гучномовця. У цьому випадку рухлива система гучномовця як би "сідає" на пружну повітряну подушку. Оскільки повітря - середовище лінійне, це дозволяє збільшити зміщення діафрагми гучномовця без збільшення нелінійних спотворень і, тим самим, отримати відтворення низьких частот у невеликому обсязі.

Створення таких систем зажадало зміни принципів проектування низькочастотних гучномовців, вони повинні були мати важку рухливу систему, гнучкі підвіси, велику звукову котушку і магнітний ланцюг для забезпечення можливості підведення великої потужності від підсилювачів. Поява маленької за об'ємом акустичної системи, яка впевнено відтворювала низькочастотну частину діапазону, викликала подив спеціалістів і відкрила широку дорогу для розвитку домашніх акустичних систем категорії Hi-Fi.

Концепція створення апаратури High-Fidelity (висока вірність; тобто апаратури, що забезпечує максимальну відповідність живому звуку), висунута в 60-ті роки фірмою KEF (Англія), послужила потужним поштовхом у розвитку як побутових, так і професійних акустичних систем: вдосконалення конструкції всіх елементів (головок гучномовців, корпусів, фільтрів), технології їх виготовлення, розробка нових методів вимірювання параметрів, а також створення теорії їх розрахунку. До виробництва та розробки гучномовців підключилися сотні фірм, наукових центрів та університетів.

Прогрес у розвитку корпусів акустичних систем був пов'язаний, перш за все, з появою великої різноманітності їх конструкцій: поряд із закритими корпусами компресійного типу (про які сказано вище), в 1959 інженер James F. Novak з компанії Jensen представив концепцію створення корпусів з фазоінвертором ( ідея була запатентована Альбертом Турасом ще в 1930), що дозволило збільшити рівень звукового тиску в області низьких частот.

В даний час використовується велика різноманітність конструкцій низькочастотних оформлень: з пасивним випромінювачем, з подвійною камерою, типу "лабіринт", типу "смужковий фільтр" та ін. Кожен з них має свої переваги та недоліки (про це поговоримо в наступних статтях). Принципово важливим етапом у розвитку була створення у 1971-1973 роках теорії розрахунку низькочастотних оформлень (автори Neville Thiele і Richard Small), заснованої на аналогії з теорією фільтрів. Це дозволило перекласти наукову основу проектування корпусів, створити відповідні комп'ютерні програми, які широко використовуються у практиці проектування гучномовців. Для забезпечення якісного відтворення середніх та високих частот були відпрацьовані різні способизвуко- та віброізоляції, а також створені овальні форми корпусів (в основному для високочастотних гучномовців) для зниження дифракційних спотворень.

Оскільки переважна більшість акустичних систем будувалося за багатосмуговим принципом, це зумовило значний прогрес у створенні фільтрів, які стали виконувати не тільки функції поділу частотної смугиміж низько-, середньо- та високочастотними гучномовцями, але симетризувати характеристику спрямованості в області смуги поділу. В даний час є велика кількість комп'ютерних програм, які дозволяють оптимізувати параметри фільтрів, наприклад CACD, CALSOD, Filter Designer and LEAP4.0 та ін.

Істотні зміни відбулися і в головках гучномовців. Поряд з електродинамічними почали випускатися випромінювачі, побудовані на інших принципах перетворення: електростатичні, випромінювачі Хейла, п'єзоплівкові і т. д. (детальніше про них поговоримо в наступних статтях).

Що стосується електродинамічних гучномовців, то запропонована Райсом і Келлогом конструкція виявилася настільки вдалою, що принципових змін у ній не відбулося, прогрес йшов переважно в галузі технології.

Можна відзначити такі оригінальні конструкторські рішення, що з'явилися у 50-70 роках.

У 1958 році Edgar Villchur представив модель акустичної системи AR-3 з принципово новим за конструкцією високочастотним випромінювачем: діафрагма була виготовлена ​​у вигляді бані, центруюча шайба була відсутня, а звукова котушка кріпилася прямо до діафрагми. Поява такої конструкції вирішила дуже важливу проблему: розширення характеристики спрямованості в галузі високих частот за рахунок застосування невеликої за розмірами напівсферичної діафрагми.

З'явилися потужні низькочастотні динаміки з діафрагмами, що мають спеціальні ребра жорсткості; прикладом може бути модель коаксіального випромінювача RCA-15, яку запропонував інженер Harry Ferdinand Olson у 1954 році.

З'явилася принципово нова конструкція гучномовця коаксіального, створена фірмою Tannoy (Англія) в 1947 році (рис. 5). Ідея полягала в тому, щоб ліквідувати рознесення джерел низьких і високих частот у просторі та домогтися випромінювання їх з однієї точки, що ліквідує фазові зрушення між ними та покращує характеристики спрямованості. У такій конструкції високочастотний гучномовець з купольною діафрагмою та спеціальним розподільником випромінював через отвір у керні низькочастотного гучномовця, дифузор якого служить для нього рупором.

Були розроблені конструкції гучномовців (спочатку високочастотних, потім середньо-низькочастотних) з використанням спеціальної магнітної рідини (ferrofluid) в зазорі для відведення тепла і підвищення демпфування при великих амплітудах.

Останні досягнення
Основні успіхи у розвитку електродинамічних гучномовців за останні десятиліття було досягнуто технології. Збільшені потужності підсилювачів (300-500 Вт), вимоги до неспотвореної передачі великих динамічних діапазонів(максимальний рівень звукового тиску ~130-140 дБ), до зниження рівня лінійних та нелінійних спотворень, призвели до суттєвих змін як у виборі матеріалів, так і технології виготовлення багатьох елементів електродинамічних гучномовців.

У низькочастотних гучномовцях технологічні зміни торкнулися всіх елементів. Підвіси почали виготовлятися із спеціальних матеріалів (натуральних гум, пінополіуретанів, прогумованих тканин, натуральних і синтетичних тканин зі спеціальними демпфуючими покриттями) і набули особливої ​​форми: напівтороїдальні, sin-подібні, S-подібні та ін. Діафрагми -е роки робили з пергаменту або натуральної шкіри) в даний час виготовляються з досить складних композицій на основі натуральної довговолокнистої целюлози з різними добавками, що підвищують її міцність, жорсткість і демпфуючі властивості (наприклад, волокнами вовни, льону, вуглескловолокна, металевими волокнами, вологозахисними та демпфуючими просоченнями). Про ступінь складності таких композитів можна будувати висновки у тому, що у яких використовуються до 10-15 складових.

Однак, поряд з композиціями з натуральних целюлоз, для діафрагм низькочастотних гучномовців застосовувалися і застосовуються різні композиційні матеріали, як правило, розроблені раніше для аерокосмічної та військової техніки: багатошарові стільникові матеріали, спінені метали і т. д. відомими фірмами (JAMO, KEF, Cabasse, Tannoy і т. д.) все ширше застосовуються синтетичні плівкові композиції на основі поліолефінів (поліпропілену та поліетилену) та композиційні матеріали на основі високомодульної тканини "кевлар" (В&W, Audix і т. д.) .

Застосування таких діафрагм дозволяє забезпечити кращих моделяхнизькочастотних гучномовців гладкі АЧХ до 1500...2500 Гц, що майже на дві октави вище за частоти розділу, що часто використовуються в трисмугових акустичних системах (400...600 Гц). Прикладом сучасної конструкції низькочастотного гучномовця може бути одна з останніх моделей низькочастотного випромінювача фірми JBL, показана на рис. 6. У ній використовується магнітний ланцюг з неодимовим магнітом, звукова котушка з подвійною обмоткою, що дозволяє працювати при великих потужностяхбез спотворень, діафрагма із композитного матеріалу з вугільними волокнами та інші досягнення сучасних технологій.

Особливі зміни відбулися технології виготовлення високочастотних гучномовців, де сучасні досягнення космічної техніки знаходять особливо ефективне застосування. Прикладом однієї з найсучасніших конструкцій може служити високочастотний гучномовець фірми Tannoy модель Prestige ST-200, де використовується купольна діафрагма діаметром 25 мм і товщиною 25 мк, виготовлена ​​з титану з напиленим шаром золота, магніт з неодиму та ін. параметри: частотний діапазон до 54 кГц за нерівномірності -6 дБ, до 100 кГц за нерівномірності -18 дБ, паспортна потужність 135 Вт (пікова 550 Вт), чутливість 95 дБ/В/м.

Якщо порівняти конструкції останніх двох гучномовців з першими моделями електродинамічних гучномовців, то видно, який шлях пройшов цей виріб майже сто років з моменту свого створення і яких параметрів вдалося досягти.

Професійні гучномовці для систем озвучування та звукопідсилення розвивалися в основному шляхом збільшення потужності та формування заданої характеристики спрямованості. Створено велику різноманітність видів рупорів: дифракційні, радіальні, рівномірного покриття, згорнуті тощо. буд. З'явилися нові види випромінювачів - потужні лінійні масиви, які з окремих активних багатосмугових блоків з керованою характеристикою спрямованості.

Якщо проаналізувати основні напрями у розвитку гучномовців на етапі (наприклад, за матеріалами конгресів AES останніми роками), можна виділити такі тенденции:
- поява нових параметрів, що значно краще корелюють зі слуховим сприйняттям,
- створення нової цифрової метрології, що дозволяє проводити вимірювання ширшого кола параметрів у незаглушених приміщеннях,
- використання методів цифрової фільтрації для зниження лінійних та нелінійних спотворень,
- пошуки шляхів створення цифрових гучномовців,
- розробка адаптивних цифрових процесорів для узгодження параметрів гучномовців з характеристиками приміщення, де вони встановлені.

Докладніше про особливості конструкції, технології, методи зменшення спотворень у сучасних електродинамічних гучномовцях буде розказано в наступних статтях циклу.

Почалося все на всесвітній виставці в Осаці (Японія), де в 1976 були представлені «супер ідеальні» колонки, що працюють в поршневому режимі, у всьому діапазоні частот. То справді був технічний прорив. У поршневому режимі швидкість поширення радіальних згинальних хвиль така велика, що дифузор рухається як єдине ціле у всьому діапазоні частот. Ці АС мали рівну АЧХ (35Гц -35кГц ±1,5 дБ) і нелінійними спотворенняминижче у 1000 разів психофізіологічних порогів помітності.

Як і над форматом VHS, над цією розробкою працювали фахівці лідерів HI-FI ринку того часу: японські компанії - Sanyo, і її акустичне підрозділ OTTO, - Sony, їх АС SS-G5, SS-G7, SS-G9 на той момент вважалися еталоном якості, - Yamaha, що має найбільший досвід у виготовленні купольних СЧ динаміків. А так само низка американських виробників і молода (на той момент) англійська компанія Wilson, чия концепція була обрана за основу цих АС.

На виставці ця акустика була представлена ​​під маркою Fisher. Згасаюча компанія була куплена концерном Sanyo, випуск таких АС мав відродити легендарний бренд. Для Європи та США вони називалися Fisher 1200 Studio Standard (STE 1200), для внутрішнього ринку Японії – OTTO SX-P1.

Історія вітчизняних «супер ідеальних» колонок почалася на міжнародної конференції 1977 року в Західній Німеччині. Одним із учасників був високопоставлений член ЦК КПРС, меломан та шанувальник якісної музики. На фуршеті на закінчення конференції, його увагу привернула надзвичайно чарівна і «жива» музика. Наш делегат зацікавився джерелом звуку – Fisher 1200 Studio Standard. Представник Англії відпустив жарт, подібний до того, що в СРСР – крім ракет і підводних човнів – більше робити нічого не вміють… Після повернення радянської делегації до Москви прийшов вантаж – Fisher 1200 Studio Standard. То був подарунок від німецьких друзів.

На черговій доповіді ЦК партії про розвиток товарів народного споживання було заявлено, що до майбутнього з'їзду ЦК КПРС будуть представлені та запущені у виробництво нові АС вищого класу складності, що працюють у поршневому режимі. Тим часом Fisher 1200 Studio Standard були розібрані по гвинтику та вивчені.

Завдання було дано провідним КБ та радіотехнічним підприємствам Міністерства електронної промисловості СРСР. Але, незважаючи на витрачені зусилля та кошти, нікому не вдалося виготовити навіть досвідченого зразка. Керівники, незважаючи на страх втратити свої місця, в один голос заявляли, що радянська промисловість не має таких технологій і відстає на двадцять років від зарубіжних розробок. Військова промисловість у СРСР, як відомо, навпаки, випереджала світову. Жарт англійського делегата виправдовувався.

Тоді проект було віддано на НВО «Торій» у м. Москва, що випускав на той час комплектуючі для атомних підводних човнів. Де вже до кінця 1980 року створюють досвідчені зразки. А за два роки запускається серійне виробництво АС під назвою Електроніка 100АС 060. Економії не було в чому, з витратами не рахувалися. Наприклад, звукові котушки та магнітні системи динамічних головок проектувалися з урахуванням опору відповідних ланок фільтрів та їх впливу на параметри Тіля-Смолла. НЧ дифузори виготовлялися на прецизійному устаткуванні – нікелевий сплав напилювався на спеціальні поролонові форми, які поміщалися у високотемпературну піч, де нікель спінювався до певної структури. Потім вручну йшла наклейка на нікелеву основу алюмінієвої фольги. Купол СЧ – головки нарощувався зовнішніми шарами сапфіру на алюмінієвій підкладці у спеціальній камері. ВЧ випромінювач мав кільцеву діафрагму з найтоншими прорізами, отриманими за допомогою лазера та безкаркасну алюмінієву котушку. Кошики всіх динаміків виливалися під високим тиском з алюмінієвого сплаву та мали масивні підстави. Багатоланкові фільтри з лінійною фазою не тільки фільтрували сигнал, а й компенсували реактивний опір головок та їх частотно-тимчасові відхилення. Для вібродемпфування п'ятишарових стін корпусу в дослідних зразках використовувалися ті ж матеріали, що і в атомних підводних човнах.

Далі було налагоджено виробництво ще 7 моделей АС, найбільш популярними були . Головним мінусом нових моделей було використання таких самих НЧ і СЧ-головок у малогабаритних корпусах, що позначалося на звучанні в основному в басової та мідбасової області звукового сигналу.

Через складний процес виробництва та високий відсоток шлюбу, дані АС випускалися невеликими партіями близько 1000 пар на рік. Вартість роздрібної мережі однієї 100АС була 540 рублів, а витрати на виготовлення були в два з половиною рази більшими, різницю в ціні підприємству, природно, доплачувала держава.

Після випуску перших серійних зразків проводилися порівняльні суб'єктивні експертизи, виконані спільно з Ленінградським Будинком радіо та фірмою “Мелодія”, де брали участь крім конструкторів, професійні звукорежисери та музиканти. Для прослуховування були обрані найкращі зарубіжні АС того часу (Wilson, Onkyo, JBL, Yamaha, Diatone, Sony, Kef, Tannoy, Technics та ін.), але оригінальних АС Fisher на прослуховуванні не було. У ході прослуховування Електроніка показала хороші результати, розробники святкували перемогу. Їхнє звучання характеризувалося як чітке, детальне, в міру аналітичне з гарною артикуляцією та динамікою. Також відзначалася добре промальована сцена та натуральна подача звукових образів. Використовуваний тракт складався з лампової підсилювальної апаратури, а як джерела виступали котушкові деки і вінілові програвачі. Пізніше після появи цифрових форматів деякі аудіофіли відзначали звучання цих АС як жорстке з невеликим металевим призвуком. Інші ж і досі вважають дані АС еталоном якості та джерелом натурального звуку. Такі досить протилежні думки, швидше за все, обумовлені складним імпедансом та порівняно високим ЕРС самоіндукції цих колонок, виходячи з чого можуть виникнути труднощі під час підбору транзисторного підсилювача.

АС Fisher на прослуховуванні не було не випадково: до кінця 70-х років було повністю припинено їхнє виробництво і ідея не отримала продовження. Ринкові відносини не могли зазнати збитків від виготовлення такого складного та високотехнологічного виробу. Роздрібна ціна акустики не виправдовувала витрати та виробництво було згорнуто.

Небагато інформації з рунету:

Дещо небагато, чого не змогли досягти наші розробники (порівняно з Otto SX-P1/Fisher STE 1200):

1. Товщина стін корпусу 20мм проти 30мм; матеріал Простий ДСП проти композитного спец. ДСП.

2. Магніти не відповідали параметрам, на НЧ та СЧ навіть довелося склеювати два магніти, що погіршує концентрацію магнітного поля у зазорі.

3. НЧ дифузор у Otto має більшу жорсткість і меншу масу, завдяки дрібнішій текстурі нікелю та особливостям оригінального сплаву. Немає навіть картонних ребер жорсткості по краю дифузора у місці кріплення підвісу.

4. Велика жорсткість дала можливість встановити жорсткий тканинний підвіс із просоченням, зменшити добротність, що дало вищу чутливість при тій же резонансній частоті.

5. Котушки всіх динаміків 2-х шарові, намотані плоским проводом, включаючи безкаркасну котушку ВЧ, намотану плоским алюмінієвим проводом. Каркаси ж СЧ та НЧ динаміків виготовлені з алюмінію та приклеєні металевим дифузорам жаростійким теплопровідним клеєм. Внаслідок чого дифузори служать тепловідведенням, радіатором, що дозволяє отримати лінійний імпеданс у дуже широкому діапазоні потужностей. У наших 100АС застосовуються звичайні котушки, намотані дротом круглого перерізу і каркас з паперу, покритий тільки алюмінієвою фольгою.

6. Дифузор СЧ у SX-P1 виконаний з 3-шарового оксидованого алюмінію, кожен шар з різними параметрами жорсткість/вага/загасання. 100АС - 1 шар оксиду алюмінію, при цьому такої ж товщини.

7. ВЧ у 100АС виконаний взагалі не з оксиду алюмінію, а із звичайного харчового алюмінію, тільки високотемпературного пресування. Кільце (дифузор не купольний, а кільцевий в обох АС) вийшло хоч і жорстке, але тендітне, що не дозволило зробити прорізи в гофрі мембрани. В Оtto кільце так само як і ВЧ з оксиду алюмінію, з прорізами і спеціальним демпфуючим покриттям гофра діафрагми, що дає можливість розширити діапазон частот у бік радіо частоти, знизити резонансну частоту, підвищити динаміку, та прибрати властиві 100АС металеві призвуки.

8. Фільтри виконані з аудіофільських компонентів, розведення кабелем великого перерізу, позолочені клеми.

9. Більш "дорога" зовнішня обробка (шпон дерева ебоні).

Для початку розставимо всі крапки над "i" і розберемося у термінології.

Електродинамічний гучномовець, динамічний гучномовець, динамік, динамічна головка прямого випромінювання - це різноманітні назви одного й того ж приладу службовця для перетворення електричних коливань звукової частоти коливання повітря, які і сприймаються нами як звук.

Звукові динаміки або по-іншому динамічні головки прямого випромінювання ви не раз бачили. Вони активно застосовуються у побутовій електроніці. Саме гучномовець перетворює електричний сигнал на виході підсилювача звукової частоти чутний звук.

Варто зазначити, що ККД (коефіцієнт корисної дії) звукового динаміка дуже низький і становить близько 2 – 3%. Це, звичайно, величезний мінус, але досі нічого краще не вигадали. Хоча варто відзначити, що крім електродинамічного гучномовця існують інші прилади для перетворення електричних коливань звукової частоти в акустичні коливання. Це, наприклад, гучномовці електростатичного, п'єзоелектричного, електромагнітного типу, але широкого поширення та застосування в електроніці набули гучномовці електродинамічного типу.

Як влаштований динамік?

Щоб зрозуміти, як працює електродинамічний гучномовець, звернемося до малюнка.

Динамік складається із магнітної системи – вона розташована з тильного боку. До її складу входить кільцевий магніт. Він виготовляється зі спеціальних магнітних сплавів або магнітної кераміки. Магнітна кераміка – це особливим чином спресовані та «спечені» порошки, у складі яких присутні феромагнітні речовини – ферити. Також до магнітної системи входять сталеві фланціта сталевий циліндр, який називають керном. Фланці, керн та кільцевий магніт формують магнітний ланцюг.

Між керном і сталевим фланцем є проміжок, в якому утворюється магнітне поле. У зазор, який дуже малий, міститься котушка. Котушка є жорстким циліндровим каркасом, на який намотаний тонкий мідний провід. Цю котушку ще називають звуковою котушкою. Каркас звукової котушки з'єднується з дифузором– він і «штовхає» повітря, створюючи стискування і розрядження навколишнього повітря – акустичні хвилі.

Дифузор може виконуватися з різних матеріалів, але частіше роблять його з спресованої або відлитої паперової маси. Технології не стоять на місці і в ходу можна зустріти дифузори із пластмаси, паперу з металізованим покриттям та інших матеріалів.

Щоб звукова котушка не торкалася стінок керна і фланець постійного магніту її встановлюють точно в середині магнітного зазору за допомогою центруючої шайби. Центруюча шайба гофрована. Саме тому звукова котушка може вільно рухатися в зазорі і при цьому не торкатися стінок керна.

Дифузор укріплений на металевому корпусі – кошику. Краї дифузора гофровані, що дозволяє йому вільно вагатися. Гофровані краї дифузора формують так званий верхній підвіс, а нижній підвіс- Це центруюча шайба.

Тонкі дроти від звукової котушки виводяться на зовнішній бік дифузора і кріпляться заклепками. А з внутрішньої сторони дифузора до заклепок кріпиться багатожильний мідний дріт. Далі ці багатожильні провідники припаюються до пелюсток, які закріплені на ізольованій від металевого корпусу пластинці. За рахунок контактних пелюсток, до яких припаяно багатожильні висновки звукової котушки, динамік підключається до схеми.

Як працює динамік?

Якщо пропустити через звукову котушку динаміка змінний електричний струм, то магнітне поле котушки буде взаємодіяти з постійним магнітним полем магнітної системи динаміка. Це змусить звукову котушку або втягуватися всередину зазору при одному напрямку струму в котушці, або виштовхуватися з нього. Механічні коливання звукової котушки передаються дифузору, який починає коливатися такт із частотою змінного струму, створюючи у своїй акустичні хвилі.

Позначення динаміка на схемі.

Умовне графічне позначеннядинаміка має такий вигляд.

Поряд із позначенням пишуться букви B або BA , а далі порядковий номер динаміка в важливій схемі (1, 2, 3 і т.д.). Умовне зображення динаміка на схемі дуже точно передає реальну конструкцію електродинамічного гучномовця.

Основні настройки звукового динаміка.

Основні параметри звукового динаміка, на які слід звертати увагу:

Але крім активного опору звукова котушка має ще й реактивний опір. Реактивний опір утворюється тому, що звукова котушка, це, по суті, звичайна котушка індуктивності та її індуктивність чинить опір змінному струму. Реактивний опір залежить від частоти змінного струму.

Активний та реактивний опір звукової котушки утворює повний опір звукової котушки. Воно позначається буквою Z(так званий, імпеданс). Виходить, що активний опір котушки не змінюється, а реактивний опір змінюється залежно від частоти струму. Щоб внести порядок реактивний опір звукової котушки, динаміка вимірюють на фіксованій частоті 1000 Гц і додають до цієї величини активний опір котушки.

У результаті виходить параметр, який називається номінальне (або повне) електричний опірзвукові котушки. Більшість динамічних головок ця величина становить 2, 4, 6, 8 Ом. Також зустрічаються динаміки з повним опором 16 Ом. На корпусі імпортних динаміків зазвичай вказується ця величина, наприклад, ось так – 8Ωабо 8 Ohm.

Варто відзначити той факт, що повний опір котушки десь на 10 - 20% більше активного. Тому визначити його можна досить легко. Потрібно лише виміряти активний опір звукової котушки омметром і збільшити отриману величину на 10 – 20%. Найчастіше можна взагалі враховувати лише суто активний опір.

Номінальний електричний опір звукової котушки є одним з найважливіших властивостей, оскільки його потрібно враховувати при узгодженні підсилювача та навантаження (динаміка).

Діапазон частот – це смуга звукових частот, які здатні відтворити динамік. Вимірюється у герцах (Гц). Нагадаємо, що людське вухо сприймає частоти в діапазоні 20 Гц – 20 кГц. І, це тільки дуже гарне вухо:).

Ніякий динамік не здатний точно відтворити весь частотний діапазон. Якість звуковідтворення буде все одно відрізнятися від того, що потрібно.

Тому чутний діапазон звукових частот умовно розділили на 3 частини: низькочастотну ( НЧ), середньочастотну ( СЧ) та високочастотну ( ВЧ). Так, наприклад, НЧ-динаміки найкраще відтворюють низькі частоти - баси, а високочастотні - "писк" і "дзвін" - їх тому і називають пищалками. Також є і широкосмугові динаміки. Вони відтворюють практично весь звуковий діапазон, але якість відтворення вони середнє. Виграємо в одному – перекриваємо весь діапазон частот, програємо в іншому – як. Тому широкосмугові динаміки вбудовують у радіоприймачі, телевізори та інші пристрої, де часом не потрібно отримати високоякісний звук, а потрібна лише чітка передача голосу та мовлення.



Для якісного відтворення звуку НЧ, СЧ та ВЧ-динаміки поєднуються в єдиному корпусі, забезпечуються частотними фільтрами. Це акустичні системи. Так як кожен з динаміків відтворює лише свою частину звукового діапазону, сумарна робота всіх динаміків значно збільшує якість звуку.

Як правило, низькочастотні динаміки розраховані на відтворення частот від 25 до 5000 Гц. НЧ-динаміки зазвичай мають дифузор великого діаметра та масивну магнітну систему.

Динаміки СЧ розраховані відтворення смуги частот від 200 Гц до 7000 Гц. Габарити їх трохи менше від НЧ-динаміків (залежить від потужності).

Високочастотні динаміки чудово відтворюють частоти від 2000 до 20000 Гц і вище, аж до 25 кГц. Діаметр дифузора у таких динаміків, як правило, невеликий, хоча магнітна система може бути досить габаритною.

Номінальна потужність (Вт) – це електрична потужність струму звукової частоти, яку можна підвести до динаміка без загрози його псування чи пошкодження. Вимірюється у ватах ( Вт) і міліватах ( мВт). Нагадаємо, що 1 Вт = 1000 мВт. Докладніше про скорочений запис числових величин можна прочитати.

Розмір потужності, яку розрахований конкретний динамік, може бути зазначено з його корпусі. Наприклад, ось так – 1W(1 Вт).



Це означає, що такий динамік можна легко використовувати спільно з підсилювачем, Вихідна потужністьякого вбирається у 0,5 – 1 Вт. Звичайно, краще вибирати динамік із деяким запасом по потужності. На фото також видно, що вказано номінальний електричний опір – 4Ω(4 Ом).

Якщо подати на динамік потужність більшу за ту, на яку він розрахований, то він буде працювати з перевантаженням, почне «хрипіти», спотворювати звук і незабаром вийде з ладу.

Згадаймо, що ККД динаміка становить близько 2 – 3%. А це означає, що якщо до динаміка підвести електричну потужність 10 Вт, то в звукові хвилівін перетворює лише 0,2 – 0,3 Вт. Досить небагато, правда? Але, людське вухо влаштоване дуже витончено, і здатне почути звук, якщо випромінювач відтворює акустичну потужність близько 1 – 3 мВт на відстані від нього кілька метрів. При цьому до випромінювача – у разі динаміку – необхідно підвести електричну потужність 50 – 100 мВт. Тому, не все так погано і для комфортного озвучування невеликої кімнати цілком достатньо підвести динаміку 1 – 3 Вт електричної потужності.

Це лише три основні параметри динаміка. Крім них є такі, як рівень чутливості, частота резонансу, амплітудно-частотна характеристика (АЧХ), добротність та інших.