О чувствительности динамиков и АС, мощности и прочем
Динамические головки прямого излучения и акустические системы (АС) характеризуются показателями, определяющими эффективность и качество ее работы. К ним в частности относится чувствительность или отдача.
Чувствительность АС — звуковое давление, развиваемое ею в определенной точке (обычно на расстоянии 1 м по ее оси), при подведении к ее зажимам определенного напряжения. Это понятие чувствительности удобно для оценки АЧХ, но неприемлемо при сравнении АС с разным электрическим сопротивлением, т. к. потребляемая мощность будет различна.
В разное время этот параметр измерялся по-разному, поэтому иногда бывает затруднительно сравнивать динамики и АС разных лет выпуска между собой.
Мне пришлось иметь дело с тремя стандартами: первый применяли для изделий советских времен, условно назову его ГОСТ, второй повсеместно применяется сегодня, пусть это будет МЭК, с третьим я столкнулся в паспорте к «винтажным» импортным Hi-Fi АС, пусть это будет DIN. Не буду останавливаться на методике измерений по этим стандартам, меня больше заинтересовало другое — как сравнить эти стандарты между собой. Цель — оценить возможности динамиков и АС и их пригодность для работы, например, с ламповыми усилителями небольшой мощности.
В результате вычислений удалось составить таблицу, аналогов ей я нигде не встречал.
Чувствительность менее 84 дБ считается неприличной, а более 97 дБ встречается редко.
Важный момент. Чувствительность динамических головок прямого излучения должна измеряться на специальном акустическом щите. Она измеряется в ряде точек в определенном диапазоне частот и затем усредняется.
Динамическая головка и АС являются сложными и нелинейными электромеханическими системами, поэтому чувствительность АС может заметно отличаться от чувствительности входящих в нее динамических головок. Простая аналогия — освещенность от лампочки отличается от освещенности от той же лампочки в абажуре или прожекторе.
Надо отметить, что чувствительность по ГОСТ и DIN измеряется при определенной мощности, а по МЭК при определенном напряжении на головке. Это дает широкие возможности нечестным шулерам-маркИтологам. Декларируется измерение при подаваемом напряжении 2 В на головку сопротивлением 4 Ом и 2,8 В на 8 Ом. На первый взгляд всё правильно – 1 Ватт. Но дело в том, что из-за нечистоплотной конкуренции с целью завысить реальную чувствительность, сопротивление головок стали уменьшать, а мощность при измерениях стала расти. В последнее время обнаглели до того, что стали подавать напряжение 2,8 на все головки сопротивлением 8 Ом и ниже. Где-то это пишут в паспорте (но мало кто это понимает), где-то умалчивают. Разница при таком шулерстве для головок 4 Ома составляет 3 дБ по мощности, а это немало.
Если рассмотреть тенденцию развития, можно увидеть, что в ламповую эпоху головки обладали высокой чувствительностью (рядовые советские образцы – от 90 дБ, а такие как 6ГД1-РРЗ — 96 дБ) и относительно скромными низкими частотами. Это хорошо стыковалось с ламповыми усилителями и источниками звука. Кроме того, тогда были исключительно натуральные инструменты и голоса исполнителей. Прогрес привел к тому, что в моду вошли ненатуральные инструменты и фальшивые голоса с электронной коррекцией, электромузыкальные инструменты могли генерировать любые частоты.
Мощность усилителей перестала быть проблемой, появились динамические головки с очень низкими резонансными частотами. Они не могли работать в открытом оформлении, им нужен был ЗИ или ФИ. Эти типы оформления могли использовать относительно малые корпуса, таким образом, выполнялось еще одно требование прогрэсса — миниатюрность.
Казалось бы, всё хорошо и надо только радоваться, но постепенно проявились недостатки. На смену одной широкополосной головке, воспроизводящей весь диапазон частот, пришли двух- и трехполосные АС. Проблема стыковки головок, фазовые сдвиги, источники звука переместились из одной точки в несколько. Тяжелые диффузоры оказались инерционными и стали плохо воспроизводить самый важный для слуха участок — фронты звуковых импульсов. В результате по синусоидальному генератору все оказалось замечательно, а на слух — не всегда. Кроме того, новые АС в силу малой чувствительности, плохо совместимы с маломощными однотактными ламповыми усилителями.
С этими и другими проблемами идет борьба, но это оказалось не просто и очень не дешево. Во многом, поэтому сегодня снова популярны ламповые усилители, которые требуют для себя соответствующих высокочувствительных, легких и детальных АС. К сожалению, они обычно громоздки, тяжелы, да и любителям мяса с колбасой они обычно не нравятся.
Сегодня при приобретении головок обычно смотрят только на их мощность и диапазон частот. Сравним для примера 35ГДН-1 и 6ГД1- РРЗ. Первая по названию в 6 раз мощнее. Сравним с учетом чувствительности. 25 Ватт номинальной мощности 35ГДН-1 при чувствительности 84 дБ/Вт/м что соответствует 0,1 н/кв.м. При номинальной мощности 25 Вт уровень звукового давления будет, как у 6ГД1- РРЗ при мощности 1,5 Вт. В первом случае потребуется транзисторный усилитель мощностью в десятки ватт, во втором маломощный ламповый усилитель. Кроме того, на 6ГД1- РРЗ можно подать мощность в 4 раза выше, и уровень звукового давления (громкости) будет на 6 дБ выше.
Теперь рассмотрим, какой уровень громкости рекомендовал ГОСТ (не секрет, что все эти параметры брали у загнивающего запада, а не разрабатывались самостоятельно). Для высшего и первого класса это 1 Паскаль (94 дБ). Ровная цифра явно взята не из испытаний, а для красоты и удобства, ну ладно. Эксперименты показали, что нормальные люди предпочитают уровень менее 80 дБ, а ненормальные — всякие звукорежиссеры (я включу сюда и аудиофилов) 90 дБ. Поэтому пусть будет 94, но пытаться получить дома уровень громкости симфонического оркестра в его гуще или рок-группы…
Для 35ГДН-1 надо подать 10 Ватт и расстояние 1 метр. Считается, что на 2 м мощность должна быть в 4 раза выше и потребуются 40 Ватт, но учитывая, что квартира — не заглушенная камера, номинальных 25 Ватт должно хватить. Для 6ГД1- РРЗ на 1 метре хватит 0,63 Ватта, на двух — 2,5 Ватта с запасом. Это для иллюстрации таблицы. Мы не рассматриваем здесь акустическое оформление и частотный диапазон, неравномерность АЧХ и пр.
Мне могут сказать, что я выдумал какую-то мощность DIN, дескать, такой не бывает. Приведу параметры своих АС Tandberg 2510. В общем-то, из-за них я и стал копать.
А вот более ранние колонки с «ламповой» чувствительностью и номинальной мощностью всего-то 8 Ватт, что соответствует 80-ти ваттам класса 35ГДН-1. Примерно в 70-е годы закончилась эпоха фирм, выпускавших добротную высококачественную технику небольшими тиражами. Они уделяли больше внимания качеству своей продукции, и меньше прибыли, поэтому Юго-Восточно-Азиатский прогресс раздавил такие фирмы (тот же норвежский Tandberg).
Новое время, новые люди, новая техника, новая музыка, новое мЫшление.
Я не претендую на истину и полный дилетант в вопросах акустики, но знающие люди почему-то очень мало пишут по данному вопросу.
Если кто-то аргументировано и доказательно исправит мои ошибки, я буду рад.
Что такое чувствительность колонок и на что влияет?
Из всех характеристик динамиков и акустических систем понятие «чувствительность», пожалуй, самое интересное и привлекательное (в этом оно соперничает с характеристикой мощности). Так и хочется, чтобы это понятие имело прямую зависимость к качеству динамика, т.е. чем больше этот параметр, тем лучше звучит динамик. Ведь, акустическая система — это устройство для воспроизведения музыки, а ее качество, зачастую определяется только субъективным образом, и чувствительность — от слова чувствовать, хорошо чувствующий, подсознательно, сливается со словом качество. Однако, мы знаем, что это так и не так.
Прежде всего, это понятие — чисто техническое, отражающее КПД динамика.
Согласно ГОСТ 16122-78 характеристическая чувствительность динамика — 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.
Или сказать проще:
Чувствительность динамика это эффективность преобразования электрической энергии в звуковую.
Конечно, если мы имеем динамик с более высокой чувствительностью, то подводя 1 Вт мы получим большее звуковое давление, чем от динамика с низкой чувствительностью, меньше нелинейных искажений и, наверно, более высокое качество звучания. Однако, стоит задуматься как получена эта чувствительность?
Мы имеем несколько способов легального (реального) и нелегального (маркетингового) способов повышения чувствительности.
Что это за параметр у акустических систем
Сложно спорить с тем, что качество звука – понятие субъективное. Например, потребляемую мощность в ваттах или создаваемое звуковое давление в децибелах еще можно измерить – пускай даже в специальной лаборатории.
Качество аудио звука – характеристика относительная. Измерить ее невозможно: нет ни эталонных единиц, которые можно хранить в плане мер и весов, ни приборов, фиксирующих субъективные ощущения слушателя.
Это иногда становится причиной сетевых споров на компьютерных форумах или аудиофильских сайтах. Для непритязательного пользователя, да еще и туговатого на ухо, даже самые дешевые китайские офисные «пищалки» могут звучать божественно.
Для человека с тонкой душевной организацией и абсолютным музыкальным слухом даже дорогущая квадросистема для ПК – «не очень», ведь можно и лучше.
На качество воспроизведения существенно влияет такая характеристика как чувствительность. Это – параметр, определяющий КПД излучателей.
Чувствительность звуковой колонки характеризуется как отношение звукового давления, создаваемого на определенном частотном диапазоне, при расстоянии до рабочей поверхности 1 м, при мощности 1 Вт. Измеряется этот параметр в децибелах.
Грубо говоря, колонка с высокой чувствительностью будет звучать громче колонки с низкой, при одинаковом входном сигнале.
Но чего это делается?
Все дело в низких частотах, т.к. уровень низких частот при указании частотного диапазона в паспорте, и при прослушивании отсчитывается именно от среднего уровня звукового давления — чувствительности и, следовательно, системы с реальной низкой чувствительностью имеют выигрыш в количестве и глубине низких частот.
А получить при определенном размере динамиков и акустических систем глубокие низкие частоты и высокую чувствительность очень непросто. Ведь нельзя же в паспорте написать чувствительность 80дБ, ее же никто не купит! Значительно проще написать нормальный уровень чувствительности и при прослушивании предоставить клиенту могучий басс.
Данный текст написан не для того, чтобы обвинить кого-то в фальсификации, а для того чтобы предоставить потребителю более полную информацию.
Как проверять аппаратуру в салоне →
← Отличие Hi-Fi от Hi-End
Коэффициент электромеханической связи излучателя
Этот коэффициент, который обозначается BL, зависит от индукции в зазоре и длины проводников в нем – тех, на которые действует магнитное поле. Индукцию можно увеличить, повысив силу или количество магнитов, или уменьшив магнитный зазор в любой из плоскостей.
Прибавка к длине проводника возможна при наращивании количества витков катушки, что ведет к ее увеличению по диаметру.
Если увеличивать эти показатели, не корректируя прочие параметры, растет чувствительность на средних и высоких частотах. НЧ остаются без изменений, поэтому данный метод для таких динамиков не подходит.
Среднечастотный динамик
Динамик, который играет средние частоты (его еще иногда называют мидренч или, правильнее, мидрейндж — этот термин, от английского midrange speaker, пришел из автозвука), обычно наиболее близок по конструкции к классическому динамику. Важно, что этот динамик воспроизводит именно тот диапазон частот, в котором располагается человеческий голос и на котором наш слух особенно чувствителен к искажениям.
Пример поведения динамика, замеры получены лазерным интерферометром
Ахиллесовой пятой среднечастотника является эффект появления специфических деформаций диффузора — так называемой изгибной волны, когда периферическая область диффузора не успевает за движениями центральной зоны, где крепится голосовая катушка. То есть разные зоны диффузора (кстати, расположенные, как правило, пятнами, а не концентрически, как следовало бы из логики процесса) колеблются не синфазно — одни участки отстают от других.
Звучание становится «рыхлым», неточным. Значит, диффузор должен быть максимально жестким. Если решать проблему в лоб — получим действительно жесткий диффузор, который будет весить так много, что не сможет звучать. Поэтому, как и в твитере, и в широкополоснике, в конструкции диффузора заложен сложнейший компромисс — между жесткостью и легкостью.
Среднечастотный драйвер Morel SCM 634 с карбоновым диффузором
Для колонок высокого класса конструкция диффузоров — важнейший момент. В экзотических вариантах среднечастотники (так же, как и твитеры, но гораздо реже) получают диффузор из бериллия. Но гораздо чаще в среднечастотниках можно видеть диффузоры из композитных материалов на базе углеволокна, стекловолокна, кевлара, древесного волокна или классической целлюлозы.
Масса подвижных частей
Снизив вес мембраны и прочих подвижных частей излучателя, можно добиться того, что она создаст большее звуковое давление, при меньшем прилагаемом усилии. Однако с улучшением таких характеристик, система в целом становится менее прочной и ее жесткость снижается.
При сильных перегрузках возможны существенные искажения звука и даже выход системы из строя. Кроме того, конструкторы ограничены используемыми материалами и технологиями: снижать массу бесконечно невозможно, не теряя при этом в прочих характеристиках.
Возможно, в будущем появятся более совершенные технологии, которые позволят создавать очень мощные колонки небольших габаритов.
Диапазон воспроизводимых частот
Следующий параметр — диапазон воспроизводимых частот. Если в этом пункте указано что-то типа «35 Гц – 25 кГц» — и все, то в этом случае я рекомендую сразу воскликнуть что-то типа режиссерского «Не верю!». Поскольку перед нами — очередное лукавство, и у продавцов недорогих систем оно встречается довольно часто. Да, наша колонка может воспроизводить 35 герц. Но на этой частоте ее чувствительность (о которой, в данном случае, изготовитель скромно умолчал) может быть очень небольшой. В результате в этом месте (оно называется нижний предел) частотная характеристика может иметь «завал» — спад децибел на 20. А это, в свою очередь, означает, что на этой заветной низкой частоте, которая так важна для воспроизведения «панча», колонка звучит, по ощущениям, тише раза в 3-4. То есть, практически молчит… То же самое касается и верхней граничной частоты диапазона.
Пример измерения АЧХ акустики
Корректно диапазон частот, указанный в технических характеристиках, будет выглядеть только в сочетании с показателем неравномерности частотной характеристики в децибелах во всем этом диапазоне. И данные типа «диапазон частот 35 Гц – 25 кГц при неравномерности ±3 децибела» сразу же вызывают уважение и серьезное отношение к продукту. Оптимально, если в документации эти данные проиллюстрированы графиком АЧХ — амплитудно-частотной характеристики, где по горизонтальной оси отложена частота, а по вертикальной — звуковое давление.
Важным, хотя и не так часто встречающимся, является указание диапазона частот и его неравномерности при отклонении от оси на угол, как правило, 15-30 градусов. Этот параметр позволяет оценить, насколько широка направленность звучания колонок. От нее, в частности, зависит величина «пятна» объемного звучания — области, в которой слушатели получат качественный пространственный эффект. От этого, в свою очередь, зависит, сколько «посадочных мест» может располагаться в образованном новыми колонками зрительном зале в условиях конкретной комнаты, что особенно важно не только для классического стерео, но и при использования акустики в системах домашнего кинотеатра.
Коэффициент нелинейных искажений (Distortion, Total Harmonic, THD)
Характеризует появление в процессе преобразования, отсутствовавших в исходном сигнале спектральных составляющих искажающих его структуру, то есть, в конечном счете, точность воспроизведения. Важный параметр, так как «взнос» 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 акустики – единицы процентов. При увеличении мощности сигнала коэффициент нелинейных искажений возрастает.
Читайте ещё по теме «Полезная информация о слухе»
Ватные палочки – враг для ушей
Использовать ватные палочки может быть привычно, удобно и приятно, однако эксперты в области здравоохранения говорят, что нужно немедленно прекратить эту привычку.
Исследование слуха: аудиометрия
Аудиометрия (с лат. «audire» – слышать и греч. «metreo» – мерить, измерять) представляет собой измерение параметров человеческого слуха. Одним из ключевых показателей является минимальная интенсивность звука, воспринимаемая человеческим ухом, или, говоря проще, «порог слышимости» у конкретного человека.
Разбираемся в преимуществах слуховых аппаратов Starkey Z Series
В 2021 году американская компания Starkey получила лицензию на продажу слуховых аппаратов в России. Эксклюзивный представитель Starkey в России – . Сегодня мы познакомим читателя с этим брендом и расскажем про серию слуховых аппаратов Z Series.
Почему мы «не узнаем» свой голос?
Если вы когда-либо слышали собственный голос в записи, то наверняка были удивлены его звучанием. Большинство людей, впервые столкнувшись с отстраненным звучанием собственной речи, даже не сразу признают, что эта речь произносилась именно ими. Маленькие дети вообще не различают свой голос в записи.
И ещё раз по поводу характеристической чувствительности АС
Дмитрий Свобода 10.11.2016 Комментарии (5)
Чтобы быть логичным, хочу продолжить разговор об очень частом несоответствии паспортных данных, приводимых изготовителями, их реальным показателям. Продолжу речь о характеристической чувствительности головок и акустических систем (АС). Но теперь остановлюсь на изделиях в традиционном акустическом оформлении, то есть, когда продольная ось излучения направлена прямо на слушателя.
Для измерений характеристической чувствительности излучателей используется заглушенная звукомерная камера, а порядок измерений регламентирован для отдельных головок ГОСТ 16122, для АС — ГОСТ 23262. Напомню, что для обоих ГОСТ характеристическая чувствительность измеряется на скользящем тональном сигнале (Свип-тон), на излучатель подается сигнал мощностью в 1,0 Вт, а расстояние от излучателя до измерительного микрофона составляет ровно 1,0 метр. Плюс к этому, уровень звукового давления излучателя учитывается как среднеквадратическое значение (RMS) в рабочей полосе. Казалось бы, столь чётко прописанный регламент испытаний достаточно строг и не допускает возможности производителю схитрить и опубликовать иные, более качественные данные. Но, к сожалению, это не так. Проиллюстрирую это на примере. На приведённых ниже графиках представлены частотная характеристика (АЧХ) и модуль входного сопротивления (Z) некоей двухполосной 4-х Омной полочной АС (производителя по этическим соображениям не указываю).
Как видно по АЧХ, эта АС обладает вполне приличной тембральной линейностью. Левая и правая акустики очень хорошо сбалансированы друг с другом. Отмеченный провал АЧХ в полосе от 1,5 до 4,5 кГц с уровнем минус 4 — 5 дБ не столь сильно отражается на звучании. Во-первых, потому что это провал, а не подъём, а во-вторых, потому, что он достаточно равномерен. На слух эта неравномерность АЧХ будет ощущаться как небольшая «сухость» в звучании, что можно отнести к специфике данной модели. И даже хорошо «обыграть» это с маркетинговой точки зрения. Низшей рабочей частотой АС по измерения в заглушенной камере можно считать 58 Гц, верхней – 22 кГц. Очень даже неплохо для 17-ти литровой полочной модели. Производитель, правда, указывает полосу 45 Гц – 24 кГц, но это оставим на его совести, поскольку рядовой покупатель не сможет это проверить. Но хуже другое: характеристическая чувствительность этой АС (среднеквадратическое значение) даже в более узкой, измеренной нами полосе составляет 86 дБ/Вт/м., а производитель громогласно заявляет 92 дБ/Вт/м. Разница составляет 6 дБ. Напомню читателю, что изменение на 3 дБ меняет уровень громкости в два раза. В этом случае (формулу посмотрите в справочнике по электроакустике) громкость будет ниже в четыре раза (3 дБ+3 дБ = 2 раза Х 2 раза). Другими словами, вместо усилителя (УМЗЧ) мощностью в 50 Вт для получения нужной громкости будет нужен УМЗЧ мощностью в 200 Вт. Который, как правило, существенно дороже. К тому же, не факт, что АС выдержит такую подводимую мощность без перегрузки. И вот такое надувательство «с сиропом» практикуется подавляющим большинством производителей.
Что даёт возможность изготовителем акустической продукции так сильно надувать покупателя? Прежде всего, они почти всегда учитывают не среднеквадратическое значение RMS в рабочей полосе, а пиковое. А оно по приведённому графику измерений везде низковато и только на частоте 6,0 кГц достигает 90 дБ. Вторым, ставшим уже традиционным способом надувательства служит подача большего, чем нужно напряжения на АС. Из известного всем закона Ома для создания на клеммах измеряемой 4-х Омной АС мощности в 1,0 Вт нужно напряжение в 2,0 Вольта. Для 8-ми Омной – 2,83 Вольта. Так вот, подав на 4-х Омную АС напряжения в 2,83 Вольта, прибавку ещё + 3 дб по чувствительности. Подсчитаем «маржу»: это (минимум) 4 дБ из-за «тихого» использования пикового, а не RMS значения, плюс 3 дБ на перевольтовке. Эта арифметика позволяет даже влепить 93дБ/Вт/м, но производитель, нагло надувая, маскируется, приводя в паспорте нереальные 92 дБ/Вт/м. вместо реальных 86 дБ/вт/м. И вот с таким очарованием от паспортных данных народ покупает АС, а потом начинает недоумевать, почему же это вдруг либо громкости не хватает, либо искажения начинают появляться. Печально, но происходит это постоянно.
Ещё один весёленький примерчик из жизни. Ниже привожу графики АЧХ, Z и параметров Тиле-Смолла для весьма неплохой 8-ми дюймовой сабвуферной головки с сопротивлением катушки 4 Ом, испытанной в 10-ти литровом закрытом измерительном боксе.
Производитель оговаривает в паспорте характеристическую чувствительность в 92 дБ/Вт/м. в рабочей полосе 35 Гц- 700 Гц. Как видите, это уже беспредел, поскольку реально – 76дБ/Вт/м. ! Но народ покупает, паспортные данные ведь такие «вкусные»…
Р.S. Ещё более интересный разговор про надувательство с приводимой в паспортах мощностью головок и АС: номинальной, максимальной, максимальной пиковой, максимальной квазипиковой, максимальной музыкальной, максимальной долговременной, тепловой долговременной и т.д. Тут уже другая симптоматика, но это следующая история…
Как читать и понимать технические характеристики колонок?
Каждая пара акустических систем, производимая пусть даже мелкой, но серией, всегда сопровождается таблицей технических характеристик – той или иной степени подробности. Что могут рассказать эти показатели и могут ли раскрыть что-нибудь полезное, что поможет в выборе “той самой” пары колонок, которая заставит сердце биться чаще? Давайте разбираться.
Акустические системы, пожалуй, являются наиболее значимыми элементами стереосистемы, оказывающими определяющее влияние на характер её звучания. Задача всех остальных компонентов (включая кабели) состоит в том, чтобы в наибольшей степени раскрыть потенциал акустики. И замена только лишь колонок может кардинально изменить звучание системы – столь существенных перемен не добиться апгрейдом любых других её элементов.
Сразу разрушим всю интригу – о характере звучания колонок сухие цифры ТТХ не расскажут ничего. К сожалению, если стереосистема в вашем доме нужна не в качестве необычного аксессуара в интерьере, а чтобы слушать музыку, то выбрать колонки, изучая технические параметры моделей, комфортно развалившись на диване с планшетом в руках, не получится. Результат придется достигать походами в салоны и к друзьям на бесконечные прослушивания. А если вы ищете идеал (или близкий к идеальному вариант), то придется искать возможность слушать акустику у себя дома в составе системы, в которой колонкам предстоит дальше жить. А это куда более сложная задача.
Но, при этом, технические характеристики вовсе не бесполезная информация, способная лишь декорировать продуктовую страничку на сайте производителя и инструкцию по эксплуатации акустики. Прежде всего, их изучение может помочь сузить круг поиска. А, учитывая трудоемкость этого процесса и немалые временные затраты – сокращение числа претендентов будет очень кстати.
Прежде всего, конечно, на основе анализа значений параметров в таблице ТТХ можно предположить, насколько новые колонки найдут общий язык с вашим усилителем – ведь именно усилитель непосредственно взаимодействует с акустикой. Всю информацию, которую обычно размещают в таблице технических параметров, можно условно разделить на два типа: описательную, к которой относятся данные о количестве, типах и моделях динамиков, а также использованных в их конструкции материалах, выбранном акустическом оформлении, фильтрах кроссовера и так далее. Второй тип – числовые параметры, являющиеся результатом измерений изделия в лабораторных условиях.
Анализируя информацию первого типа можно строить предположения о характере звучания акустических систем, опираясь на общепринятые стереотипы. К примеру, твитер с металлическим куполом даст хирургически точное, но холодное и резковатое звучание. Или ленточный твитер обеспечит воздушность и детальность подачи. Длинный ход и мощный резиновый подвес диффузора низкочастотного драйвера позволит достичь более глубокого баса, при этом, есть опасность получения аморфной и гулкой подачи низкочастотного регистра. А жесткий подвес диффузора басового излучателя обеспечит быстрый и упругий бас, но достичь инфразвуковых глубин такому динамику сложнее. Здесь лишь нужно понимать, что, как и любые стереотипы, эти особенности имеют место во многих случаях, но отнюдь не являются аксиомами. Другими словами, производитель в конкретной модели акустики может вас сильно удивить, не оставив от расхожих стереотипов камня на камне. Потому возвращаемся к началу разговора – окончательный вердикт могут вынести только ваши уши.
Информацию второго типа разберем последовательно по отдельным параметрам:
Рабочий частотный диапазон или диапазон воспроизводимых частот
Диапазон частот, в котором звуковое давление, развиваемое акустической системой, превышает некоторую определенную величину, по отношению к усредненному в определенной полосе частот уровню. Таким образом, строго говоря, это не только нижняя и верхняя граница рабочего диапазона акустики, выраженная в Герцах, но и та самая допустимая величина отклонения (неравномерность частотной характеристики), выраженная в децибелах. Чем больше допустимое отклонение, тем шире будет диапазон. Вот только толку от такой широты чуть. Если ваши колонки способны воспроизводить сигнал с частотой 20 Гц по уровню -10 дБ, то эти частоты в музыкальном материале вы скорее всего просто не услышите. Наиболее информативным будет указание рабочего диапазона по уровню +/- 3 дБ и менее. А если производитель вообще не указывает неравномерность АЧХ, то информация о рабочем диапазоне оказывается бесполезной.
Коэффициент нелинейных искажений (КНИ)
Параметр, который характеризует появление в процессе преобразования акустической системой электрического сигнала в звуковые волны “новых” спектральных составляющих, которые искажают исходных сигнал. Другими словами, этот показатель характеризует, насколько точным является звучание АС. Коэффициент нелинейных искажений возрастает при увеличении подводимой к АС мощности. И здесь мы сталкиваемся с парадоксом – если говорить об общем КНИ всей системы в целом, то наибольший вклад в него вносят именно колонки, при этом, для акустических систем этот показатель указывается нечасто. Быть может, этот парадокс совсем неслучаен, и производитель просто не хочет пугать пользователя, ведь даже для качественных моделей акустики этот параметр может достигать одного процента, а для массовых недорогих моделей – и нескольких процентов. При этом, к примеру, КНИ транзисторных усилителей измеряется в сотых и тысячных долях процента.
Чувствительность
Очень важная характеристика АС, по которой можно судить о необходимых для счастливой совместной жизни качествах усилителя. В определенном смысле чувствительность колонки – это коэффициент её полезного действия. Чем выше этот показатель, тем меньшее “усилие” (мощность) нужно прилагать для достижения заданного уровня громкости звучания. Измеряется чувствительность в децибелах – это уровень звукового давления, который развивает АС на расстоянии 1 метр при подаче на неё сигнала частотой 1 кГц мощностью 1 Ватт. Современные модели акустических систем имеют чувствительность 80-90 дБ, но можно найти и высокочувствительные колонки, у которых этот параметр составляет 95 и даже 100 дБ. Если у вас в системе работает ламповый (да ещё и однотактный) усилитель – на этот показатель стоит обратить самое пристальное внимание. При этом, нужно помнить о том, что этот параметр оценивается не по привычной линейной, а по логарифмической шкале. То есть, увеличение громкости вдвое соответствует приросту на 10 дБ.
Номинальное сопротивление (импеданс)
Ещё одна важная характеристика АС, с которой опять всё непросто. Знатоки школьной физики возьмут в руки тестер, подключат его щупы к акустическим терминалам колонок и получат некоторое сопротивление, которое ценности не имеет никакой. Ибо это сопротивление постоянному току, а, как известно, акустические системы имеют дело не просто с переменным током, но ещё и переменным током звуковых частот – то есть, целым спектром частот. При этом, звуковая катушка динамика по сути является индуктивностью, а значит её сопротивление зависит от частоты сигнала. Плюс оказывают свое влияние резонансные частоты динамической головки. А теперь вспомним, что таких динамиков в колонке несколько, а связывает их далекий от линейности кроссовер.
Номинальным сопротивлением или импедансом называют сопротивление переменному току частотой 1 кГц. Но гораздо больше информации даст график зависимости импеданса от частоты сигнала, изучая который можно, к примеру, обнаружить, что импеданс колонки с номинальным сопротивлением 8 Ом на частоте 130 Гц проседает до значения 3 Ом. К сожалению, такими графиками производители акустики балуют не часто. В лучшем случае наряду с номинальным сопротивлением указывается минимальное его значение и частота, на котором этот минимум достигается.
Рекомендуемая мощность усилителя
Обычно этот параметр характеризуется двумя цифрами – минимальной и максимальной мощностью усилителя, с которым производитель рекомендует использовать свою акустику. При этом, подразумевается, что при использовании усилителя с мощностью ниже минимального значения, акустическая система не сможет обеспечить заявленный для неё уровень звукового давления, а при работе на мощности, превышающей максимальную, возможен выход колонки из строя. Другими словами, верхнее значение – это мощность, на которой акустическая система может работать длительное время без фатальных последствий для себя, но не для ваших соседей! Потому как использовать эти цифры вам подскажет совесть.
Максимальное звуковое давление (SPL)
Звуковое давление, которое способна развить акустическая система на расстоянии 1 метр при подаче на неё сигнала частотой 1 кГц максимальной мощности (параметр, о котором мы говорили выше). Измеряется в децибелах. Обратите внимание, что три параметра акустики связаны – при работе с сигналом максимальной мощности чем выше чувствительность колонки, тем выше будет максимальное звуковое давление. Для домашних акустических систем этот параметр редко превышает 110 дБ, обычно ограничиваясь уровнем 90 – 100 дБ.
Габариты и вес
Это, пожалуй, самые важные параметры любой АС, ибо физику не обмануть, а преобразование электрической энергии в звуковую полностью определяется её законами. Потому хотите полновесного масштабного звучания – выбирайте крупные и тяжелые колонки! Это, конечно же, шутка, но, как известно, в каждой шутке…
Что такое чувствительность колонок и на что влияет?
Всем привет! В сегодняшнем посте разберем такой параметр как чувствительность колонок: что это такое, на что влияет и насколько она важна с точки зрения эксплуатации.
Что это за параметр у акустических систем
Сложно спорить с тем, что качество звука – понятие субъективное. Например, потребляемую мощность в ваттах или создаваемое звуковое давление в децибелах еще можно измерить – пускай даже в специальной лаборатории.
Качество аудио звука – характеристика относительная. Измерить ее невозможно: нет ни эталонных единиц, которые можно хранить в плане мер и весов, ни приборов, фиксирующих субъективные ощущения слушателя.
Это иногда становится причиной сетевых споров на компьютерных форумах или аудиофильских сайтах. Для непритязательного пользователя, да еще и туговатого на ухо, даже самые дешевые китайские офисные «пищалки» могут звучать божественно.
Для человека с тонкой душевной организацией и абсолютным музыкальным слухом даже дорогущая квадросистема для ПК – «не очень», ведь можно и лучше.
На качество воспроизведения существенно влияет такая характеристика как чувствительность. Это – параметр, определяющий КПД излучателей.Чувствительность звуковой колонки характеризуется как отношение звукового давления, создаваемого на определенном частотном диапазоне, при расстоянии до рабочей поверхности 1 м, при мощности 1 Вт. Измеряется этот параметр в децибелах.
Грубо говоря, колонка с высокой чувствительностью будет звучать громче колонки с низкой, при одинаковом входном сигнале.
Какая должна быть чувствительность колонки
Сегодня чувствительность менее 85 Дб можно встретить на некачественных «паленых» колонках, производимых в наполовину кустарных условиях. С другой стороны, выше 95 Дб – это уже удел аудиосистем класса Hi-Fi, которые и стоят соответственно.
В среднем, 90 дб, 91 дб или 92 дб – не слишком большая разница в параметрах и вполне приличный показатель для домашней стереосистемы.
Способы увеличения чувствительности
Итак, с тем, чувствительность в дб — что это, мы разобрались, как и с тем, для акустических динамиков дб, какое лучше. Осталось выяснить, как можно повысить чувствительность акустической системы, в том числе своими руками.
Так как любая колонка – электро-механический-акустический преобразователь, увеличить общий КПД такой системы можно на каждом из этапов.
Коэффициент электромеханической связи излучателя
Этот коэффициент, который обозначается BL, зависит от индукции в зазоре и длины проводников в нем – тех, на которые действует магнитное поле. Индукцию можно увеличить, повысив силу или количество магнитов, или уменьшив магнитный зазор в любой из плоскостей.
Прибавка к длине проводника возможна при наращивании количества витков катушки, что ведет к ее увеличению по диаметру. 
Если увеличивать эти показатели, не корректируя прочие параметры, растет чувствительность на средних и высоких частотах. НЧ остаются без изменений, поэтому данный метод для таких динамиков не подходит.
Масса подвижных частей
Снизив вес мембраны и прочих подвижных частей излучателя, можно добиться того, что она создаст большее звуковое давление, при меньшем прилагаемом усилии. Однако с улучшением таких характеристик, система в целом становится менее прочной и ее жесткость снижается.
При сильных перегрузках возможны существенные искажения звука и даже выход системы из строя. Кроме того, конструкторы ограничены используемыми материалами и технологиями: снижать массу бесконечно невозможно, не теряя при этом в прочих характеристиках.
Возможно, в будущем появятся более совершенные технологии, которые позволят создавать очень мощные колонки небольших габаритов.
Площадь излучателей
При увеличении площади диффузора, увеличивается его чувствительность. При этом снижается прочность конструкции в целом и наблюдаются искажения на высоких частотах.
Трансформация в рупор
С помощью такого способа можно заставить небольшой легкий динамик выдавать приличное звучание на низких частотах. Однако чтобы создать корпус подходящей формы, требуются серьезные познания в акустике – при несоответствии, никакого эффекта добиться не получится.
Способ самый наименее затратный, в плане расхода материалов, но самый дорогостоящий, с точки зрения разработки соответствующей конструкции.
Как видите, любой из способов увеличения чувствительности динамиков требует от пользователя «танцев с бубном» для достижения эффекта – не так то просто переделать даже конструкционно несложный динамик, согласно собственным потребностям.
В ряде случаев проще сразу купить хорошую акустическую систему, чем пытаться усовершенствовать некачественную. С другой стороны, это широкое поле деятельности для разного рода экспериментов, особенно если вы знаете в этом толк.
О том, что такое частотный диапазон в акустических колонках и какой показатель лучше, рекомендую почитать здесь — очень пригодиться при выборе.
Также советую ознакомиться с публикациями «Какие бывают разъемы для подключения колонок» и «От чего фонит акустическая система». Буду признателен каждому персонально, кто поделится этой статьей в социальных сетях. До завтра, пока!