Как экранировать колонки от компьютера

10

Магнитная экранировка акустических систем

Большинство колонок, специально предназначенных для центрального канала, — экранированы от магнитного воздействия, но, при попытке использовать для центра неэкранированные колонки или полнодиапазонную напольную акустику, можно легко столкнутся с проблемой «цветных пятен» на экране телевизора. Возможен этот эффект и при слишком близком расположении фронтальных колонок от телевизора. Избавиться от этого эффекта поможет магнитная экранировка акустики.

В конструкции акустических систем используются достаточно мощные магниты, и магнитное поле, ими создаваемое, отклоняет потоки электронов в кинескопе телевизора от правильного пути. Свое влияние оказывает и поле, создаваемое катушкой динамика, но оно значительно меньше.

Основное магнитное поле создается в зазоре магнитопровода динамика, но часть его остается рассеянным в окружающем пространстве. Поле в зазоре магнитопровода необходимо для нормальной работы динамика, а внешнее рассеянное является побочным эффектом конструкции. Возможны три пути его устранения. Собственно экранировка, компенсация и комбинация этих двух способов.

Экранировка

Для экранировки используют магнитопроводящий материал (например сталь) в форме стакана или цилиндра, который надевается на магнитную систему. Толщина стенок такого экрана обычно в пределах 1-3 мм. Вобщем, если Вы или ваши знакомые работают на заводе, где есть необходимый материал и оборудование для их изготовления, — вам крупно повезло. Внутренний диаметр стакана должен быть на 5-20мм больше диаметра магнита динамика.

Внутри на стенки стакана наклеивается слой вспененного полиуретана, толщина которого подбирается таким образом, чтобы вся конструкция плотно оделась на магнитную систему динамика. Остается только промазать клеем магнитную систему динамика и надеть «стакан». Торцевая часть стакана должна быть приклеена к динамику или отстоять от него на 2 мм для избежания возможного дребезга. Возможно использование не стакана, а цилиндра, например отрезка стальной трубы подходящего диаметра и толщины стенок.

Компенсация

Для компенсации магнитного поля можно воспользоваться. магнитом. В лучшем случае это будет магнит из другого, точно такого же динамика. Можно воспользоваться магнитом близким по геометрическим размерам, желательно близкой магнитной индукции.

Нерабочие динамики достаточно просто недорого приобрести на радиорынках. Вырезаем диффузор и центрирующую шайбу такого динамика из диффузородержателя и вынимаем его вместе с звуковой катушкой. Отделяем диффузородержатель от магнитопровода. Для этого достаточно открутить 3-4 винта, которые ранее были скрыты под диффузором. Иногда встречается крепление на заклепках, тогда их необходимо высверлить. Срубать их не рекомендуется, так как от ударов магнит может изменить свои магнитные свойства. Магнитопровод можно не разбирать, а использовать магнит в сборе с ним. Подготовленный таким образом магнитопровод прикрепляется соосно к тыльной части магнитной системы экранируемого динамика. Крепеж осуществляется при помощи клея, через тонкую прокладку из полиуретана.

Компенсация магнитом без магнитопровода проводится точно так же. Примерно оценить индукцию магнита можно сравнивая ее с индукцией магнита в динамике. Например, измерив усилие отрыва эталонного образца (кусочек железа) пружинными весами. Не забудьте проверить полярность магнитов. При прикладывании в место крепления экранируемый динамик и магнит должны отталкиваться, а не притягиваться. При наличии отверстия для снятия воздушного давления по оси динамика, не забудьте сделать такое же отверстие и в прокладке.

Комбинация

После проведения компенсации полученную систему можно дополнительно экранировать. Так как остаточное внешнее магнитное поле невелико, для экрана можно использовать кусок жести, свернутый в цилиндр, или подходящую по размерам жестяную консервную банку (алюминиевые банки, которые не притягиваются магнитом, для этой цели непригодны).

Побочные эффекты

• При любом способе возрастает общая масса акустической системы, что, как правило, улучшает звучание на низких частотах.
• Уменьшается внутренний обьем колонки, как правило не значительно, что можно компенсировать небольшим увеличением количества внутреннего наполнителя.
• Применение метода компенсации, как правило, вызывает увеличение чувствительности динамиков и звукового давления акустической системы.

Применение какого либо из этих способов может быть невозможно ввиду конструктивных особенностей конкретных акустических систем. Так, может быть невозможно использование метода экранирования для высокочастотных динамиков из-за заглубления их магнитной системы в переднюю панель, или метода компенсации для низкочастотных динамиков из-за недостаточного расстояния между магнитной системой динамика и задней стенкой колонки. И в заключение — как экранируют свои динамики производители. На рисунке разреза динамиков Yamaha отчетливо видно применение метода компенсации вторым кольцевым магнитом и метода экранировки металлическим стаканом.

Хральцов Д. Опубликована: 2002 г. 0 1
Вознаградить Я собрал 0 0

Что делать, если фонят колонки на компьютере

Фонить могут начать не только впервые подключенные колонки, а и те, которые используются уже давно на одном и том же устройстве. При этом произойти эта неприятность может спонтанно, без каких-либо видимых причин. Не торопитесь сразу же обращаться в сервисный центр, прежде всего, нужно выяснить причину неисправности. Возможно, вернуть устройство в рабочее состояние вы сможете и своими силами.

Типы колонок и их проблемные места

Первым делом, необходимо определить тип используемого устройства. В зависимости от того, есть ли кабель для подключения колонки или она работает через Bluetooth, отличаются и места, на которые требуется обратить повышенное внимание при диагностике.

Проводные колонки

Чаще всего проблема с этими устройствами заключается в неверных параметрах компьютера. Вам необходимо зайти в настройки звука и убедиться в правильности всех конфигураций. Если не удалось обнаружить никаких ошибок, попробуйте подключить колонку к другому компьютеру. Обязательно нужно проверить провода, на отсутствие каких-либо механических повреждений. В том случае, если ничего из вышеперечисленных действий не помогло, протестируйте звуковую карту.

Беспроводные колонки

Если вы используете Bluetooth-колонки, обязательно проверьте их на отсутствие каких-либо дефектов. Даже небольшое повреждение способно существенно искажать качество звука. Такой же эффект будет в том случае, если в устройство попала пыль или грязь. По аналогии с беспроводными колонками, нужно убедиться, что все настройки выставлены должным образом.

Как экранировать колонки от компьютера

экранировать не получится, потому, что: 1. дефицитен материал экрана 2. трудно механически его обработать (ни штампов ни прессов у Вас нет) 3. если брать готовые экраны от других динамиков, велика вероятность, что экраны будет трудно прилепить к Вашим динамикам. 4. и даже если Вы исхитрились их «присуропить» к динамикам, кто даст гарантию что это не изменит внутреннего объёма громкоговорителей? или экраны не начнуть брякать в такт звуку? стремится нужно убрать от ЭЛТ монитора как можно дальше колонки.не 40 сантиметров как предыдущие ораторы советовали а 20 то сантиметров должно хватить. 5. и уж точно (я уверен) нельзя приклеивать к своим магнитам противофазно сторонние. этак поле в зазорах можно компенсировать (а оно там меняется в итоге)

По аналогии с экранированием схем усилителя от радиочастотных и магнитных помех могу предложить попробовать металлические пластины или колпаки закрывающие магнитную систему динамика (можно попробовать фальгу, но не уверен что этого будет достаточно), правда стоит признаться что вид получится отнюдь не презентабельным. P.S. Специально для господина Alex Mishin. Избавиться от проблемы не значит решить её, «передвиньте», «переставьте», «уберите», а если некуда, или никак. Вопрос стоит как экранировать, а не куда двигать. Испортить аккустические свойства колонок от музыкального центра очень трудно, так как уже некуда. Колонки от музыкального центра это в полном смысле слова ящик с динамиками не имеющий ни антирезонансных перегородок ни разделительных фильтров (в большинспве случаев, как это не странно). Хуже можно сделать только в случае появления трещин в корпусе, прежде всего на лицевой стороне, но впрочем не будем вдаваться в технические подробности. Возможно нас рассудит госпожа Баринова немало знающая в области акустики девушка (дипломированный специалист, участник этого проекта).

На панельные (TFT, плазма) мониторы неэкранированные колонки не влияют. Замени монитор — заодно и глаза целее будут, и облучаться не будешь. Теперь это совсем не дорого — 19-дюймовый монитор можно найти тысяч за 7 (новый, естественно). Лазать внутрь колонки не советую — испортишь ее акустические свойства почти с гарантией. И, конечно, очень разумен предыдущий совет: если колонки стоят в паре метров от монитора, да еще и на полу — ничего не будет даже кинескопному монитору.

С расстояния 40 см от монитора, уже влиять не будут!

P.S. Господин Верещагин прав на все 100%

Максим Шмельков не совсем прав. фольга совершенно бесполезна. эт я проверял на собственном опыте. обматывал магниты толстенным слоем. здесь надо использовать специальный материал, который уменьшает магнитное поле. т.е. обладает низкой магнитной проницаемостью. железные или стальные пластины здесь наоборот противопоказаны, т.к. железо является ферромагнетиком, оно как бы усиливает магнитное поле. такой материал, который гасит магнитное поле, раздобыть простому смертному трудновато. это специальные сплавы, которые на заводах изготавливаются специальной формы сразу на динамики. так что крутить фольгу не есть гут. я сам собирал себе акустику из ничего, так что тоже долго парился над этой проблемой. если нету специальных колпаков на магниты динамиков, заэкранировать их будет чрезвычайно сложно. у меня вот стоят по нехилому динамику в 20-30 см от монитора, не экранированные. нормально. не советую лезть внутрь колонок — легко испотить звучание. а, пожалуй, правильнее всего будет просто убрать их подальше. проблемы не решает конечно. есть еще вариант: купить динамики уже заэкранированные(есть и такие) и поставить их туда. придется попариться маленько, но это вполне осуществимо, ничего трудного. надо тока хорошего качества брать. звук колонок конечно поменяется, но останется на приличном уровне(или даже лучше) если все правильно сделать. иными словами, или париться с этими колонками(это вполне возможно и даже очень интересно), или купить хорошую акустику для компа уже экранированную, или просто отодвинуть подальше.

Могу подарить намагниченые феритовые магниты, приклееш к магнитам твоих динамиков в противофазе и получишь премитивное экранирование часто используемое в фирменных АС а за одно на децибельчик чювствительность повысиш.

Советую прислушаться к мнению Д. Верещагина. Он сделал динамиков больше, чем все остальные участники проекта вместе взятые, причём раз в 10. А если добавить П-образную железную скобу толщиной около 1 мм., то будет экранировка, применяющаяся в подавляющем большинстве импортных колонок. Про фольгу забудьте.

Многие меломаны сталкиваются с неожиданными проблемами при прослушивании музыки. Скажем, на радостях вы в новой квартире установили на персональный компьютер звуковую систему 5.1. Да вот послушать музыку с удовольствием не получается. Постоянно какие-то радиопомехи пробиваются.

Причины, по которым появляются помехи в колонках, могут быть самые разные. Скажем, лежащий рядом мобильник может той самой причиной помех. Бывает, что причина скрывается в самом оборудовании. То есть там слишком много проводов и контактов, а в итоге появляются электромагнитные наводки.

В таких случаях есть смысл проверить плотность соединения всех разъемов. И, прежде всего, сетевого провода. Нетрудно установить, что «коротит» розетка. Рекомендуется также удалить все провода от системного блока компьютера, проверить целостность изоляции на них. Есть смысл также проверить регулятор громкости. Он также может искажать звука, если контакт не плотный.

В каждом случае могут быть свои причины возникновения помех. В таких случаях рекомендуем колонки удалять от источников радиопомех. Таковыми могут быть корпус самого компьютера, электробытовые приборы, сотовые телефоны.

Помехи в компьютерных системах могут быть создавать наводки, которые появляются во время работы cd-rom или жесткого диска. Наводки могут вызвать и перепады в электропитании. Поэтому используйте хотя бы сетевой фильтр или включите питание колонок в отдельную розетку. Для качественного получения хорошего звука требуется приличная звуковая карточка, то есть с встроенным бластером качественного звука не получить.

Проблемы могут быть с качеством самой системы звука. Чтобы ничего подобного не было, многие колонки, которые предназначены для центрального канала, заранее экранируют. Однако, как быть, если они не экранированы? Эту работу каждый может сделать самостоятельно. Она несложная.

Для экранирования вполне подходит любой магнитопроводящий материал. Можно использовать, к примеру, сталь, обрезок трубы, стальную колбу или стакан. Однако если не мудрить, то лучше всего применить обычную фольгу.

Подчеркнем при этом, что фольга не должна быть алюминиевой. А проверить это проще всего при помощи магнита. Слепите из нее конструкцию той формы, которая необходима. Для прочности лучше сложить фольгу несколько раз. Рекомендуется также тщательно промазать клеем магнитную систему динамика. А потом уже можно подготовленную конструкцию надеть на магнитную конструкцию, предварительно смазанную клеем.

Большинство колонок, которые специально предназначены для центрального канала, заранее экранированы от магнитных воздействий, но если использовать для центра напольную акустику с полным диапазоном или неэкранированные колонки, вы неизбежно столкнетесь с неприятным явлением «цветных пятен» на телевизионном экране. Этот эффект возможен при слишком маленьком расстоянии между фронтальными колонками и телевизором.

• Как экранировать колонки
• Как экранировать кабель
• Как убрать шум в колонках

Используйте для экранирования любой магнитопроводящий материал, например, сталь., в форме цилиндра или стакана. Это может быть как обрезок трубы с подходящим диаметром и толщиной стенок (она, кстати, должна быть в пределах 1-3 мм), так и стальная колба или стакан, которые можно найти на заводе, где есть соответствующий материал или средства для его изготовления. Внутренний диаметр стакана на 5-20 мм должен быть больше, чем диаметр магнита в динамике.

Также можно воспользоваться и обычной толстой фольгой. Только следует учесть, что фольга должна быть не алюминиевая, это легко проверить обычным магнитом. Так что если нет возможности достать обрезок трубы или стальной «стакан», слепите из прочной фольги конструкцию нужной формы, сложив фольгу в несколько раз для прочности и устойчивости.

Наклейте на внутренние стенки магнитопроводящей конструкции слой вспененного полиуретана. Толщина этого слоя должна подбираться таким способом, чтобы вся конструкция могла плотно одеться на магнитную систему динамика колонки.

Основательно промажьте клеем магнитную систему динамика. Рекомендуется использовать проверенный «в бою» клей «Момент», чтобы избежать отслаивания со временем или непрочного приклеивания, что может привести к дребезжанию звука.

Наденьте подготовленную магнитопроводящую конструкцию на смазанную клеем магнитную систему динамика. Следует заметить, что торцевая часть конструкции должна быть либо очень плотно приклеена к динамику, либо быть удалена от него на 2-3 мм, чтобы избежать вероятного дребезга при воспроизведении звука. Таким образом, общая масса акустической системы увеличится благодаря стальному экрану, тем самым звучание на низких частотах значительно улучшится, но уменьшится внутренний объем колонки.

Друзья! Как и обещал в прошлом борт журнале я постараюсь описать, как без затрат избавиться от шумов в колонках на заведенную машину! Если у тебя дружище идет шум то тебе предстоит по любому добираться до задней части мафона, а так же усилителя. Для начала начни как и я, отключи межблочники от усилителя и послушай на заведенную, если шум отался то смотри питание, используй качественные наконечники для соединения, проложи в гофре. Если проблема осталась после этих махинаций с проводами то скатайся на диагностику генератора. Идем дальше, если шум отсутствует при хорошем питании, подключаем AUX с RCA разъемами

к усилителю и к телефону например (любой проигрыватель с линейным выходом) и звук будет чистый продолжаем поиски! Добираемся до мафона, берем дешевые переходники RCA to RCA

и подключаемся к межблочникам, заводим слушаем! Если тишина то поздравляю, а если нет то идем дальше… А дальше все просто мафон, есть несколько причин не качественного выходного сигнала. Есть одна хитрая махинация) КИНЬТЕ МИНУС МАФОНА НА КУЗОВ! Если не помогло ->> бросай тот же минус кузова на массу межблочных RCA разъемов. Конечно же это все колхоз, но без затрат! Можно конечно же выбросить мафон и поставить за 200-2000$ какой-нибудь мега магнитолу, но мы же любим экономить друг мой)))

С советами мы разобрались теперь перехожу на личные проблемы с шумами. Ранее я уже писал что подключил обычный аукс в тот же день когда появился шум и это оказались межблочные провода RCA to RCA. Так как я порядочный семьянин и немного сумасшедший в плане электрики, вспоминаю 2 рой курс универа, еще тогда нам рассказывали об экране)) Посчитал, по затратам только изолента потребуется 4 рулончика и придётся выкрасть у жены с кухни пищевую фольгу) и так приступим!

Для начала скручиваем отрезками 2 межблочных кабеля каждый и которых имеет по 2 вроде бы экранированного кабеля нашими дорогими Китайцами) Далее наматываем пищевую фольгу. Я наматал 7 слоёв по всей длине.

Далее берем медный либо алюминиевый кабель длиной 40- 50 см снимаем изоляцию на 3/4 и наматываем на фольгу по кругу, оставляем изоляцию такой же длины что и RCA (для подключения к корпусу кузова автомобиля, ЗЕМЛЯ). Заметьте! ЭТО ВАЖНО! Если вы используете медный кабель то обязательно капните моторного масла и промажте всю поверхность покрытия меди с фольгой! Делаем мы это для того чтобы в не далеком будущем медь с алюминием не окислились, может пойти реакция, масло увеличивает токопроводимость, а так же будет препятствовать попаданию влаги на контакт меди с алюминием!

Я использовал масло для домашнего использования, оно смазывает дверные замки, оконные рамы и т.д.

После ложим поверх всей нашей конструкции 2 слоя изоленты, на всю мою длину в 5 метров у меня ушло 4 рулончика и 2 часа времени. После мучительной прокладки этого кабеля «Франкинштейна» ровно так же как он и лежал ПО ЦЕНТРУ САЛОНА, влючаем, заводим и с криками ОН РАБОТАЕТ, ОН ЖИВ!

выкуриваем 2 подряд от радости и наслаждаемся тишиной на заведенную машину! Кстати говоря если шумы остались после прокладки ТО медный кабель который мы накручивали на фольгу нужно будет прикрутить на минус кузова (к железу кузова). Но я этого не делал, и без этого все заработало)) Лучше обезопасить себя и прикрутить его чем в дальнейшем опять всё разбирать. Надеюсь вам поможет данный пост, старался как мог). Я не супер фанатик автозвука, согласен что колхоз, но зато какой) Успехов тебе во всех начинаниях, помни любая поломка к тюнингу!))

Как устранить неисправность колонок

Самое главное — выявить причину шума в колонках. После этого достаточно просто воспользоваться подходящей под ваш случай инструкцией устранения неисправности.

Причина 1: проблема вызвана настройками в компьютере

Прежде всего, нужно проверить включен ли звук и отображается ли подключенное к ПК устройство. Следующий шаг — переустановка драйверов. Некоторые из установленных на вашем компьютере компонентов могли устареть, и из-за этого возникли перебои со звучанием.

Чтобы просмотреть, отображается ли устройство на вашем компьютере, воспользуйтесь данной инструкцией:

1. Нажмите правой кнопкой по иконке звука, что расположена в «Панели задач» около раскладки.
2. Из контекстного меню перейдите по пункту «Звуки».

Что такое магнитное экранирование колонок

Большинство колонок, специально предназначенных для центрального канала, — экранированы от магнитного воздействия, но, при попытке использовать для центра неэкранированные колонки или полнодиапазонную напольную акустику, можно легко столкнутся с проблемой «цветных пятен» на экране телевизора. Возможен этот эффект и при слишком близком расположении фронтальных колонок от телевизора. Избавиться от этого эффекта поможет магнитная экранировка акустики.

В конструкции акустических систем используются достаточно мощные магниты, и магнитное поле, ими создаваемое, отклоняет потоки электронов в кинескопе телевизора от правильного пути. Свое влияние оказывает и поле, создаваемое катушкой динамика, но оно значительно меньше.

Основное магнитное поле создается в зазоре магнитопровода динамика, но часть его остается рассеянным в окружающем пространстве. Поле в зазоре магнитопровода необходимо для нормальной работы динамика, а внешнее рассеянное является побочным эффектом конструкции. Возможны три пути его устранения. Собственно экранировка, компенсация и комбинация этих двух способов.

Экранировка

Для экранировки используют магнитопроводящий материал (например сталь) в форме стакана или цилиндра, который надевается на магнитную систему. Толщина стенок такого экрана обычно в пределах 1-3 мм. Вобщем, если Вы или ваши знакомые работают на заводе, где есть необходимый материал и оборудование для их изготовления, — вам крупно повезло. Внутренний диаметр стакана должен быть на 5-20мм больше диаметра магнита динамика.

Внутри на стенки стакана наклеивается слой вспененного полиуретана, толщина которого подбирается таким образом, чтобы вся конструкция плотно оделась на магнитную систему динамика. Остается только промазать клеем магнитную систему динамика и надеть «стакан». Торцевая часть стакана должна быть приклеена к динамику или отстоять от него на 2 мм для избежания возможного дребезга. Возможно использование не стакана, а цилиндра, например отрезка стальной трубы подходящего диаметра и толщины стенок.

Компенсация

Для компенсации магнитного поля можно воспользоваться. магнитом. В лучшем случае это будет магнит из другого, точно такого же динамика. Можно воспользоваться магнитом близким по геометрическим размерам, желательно близкой магнитной индукции.

Нерабочие динамики достаточно просто недорого приобрести на радиорынках. Вырезаем диффузор и центрирующую шайбу такого динамика из диффузородержателя и вынимаем его вместе с звуковой катушкой. Отделяем диффузородержатель от магнитопровода. Для этого достаточно открутить 3-4 винта, которые ранее были скрыты под диффузором. Иногда встречается крепление на заклепках, тогда их необходимо высверлить. Срубать их не рекомендуется, так как от ударов магнит может изменить свои магнитные свойства. Магнитопровод можно не разбирать, а использовать магнит в сборе с ним. Подготовленный таким образом магнитопровод прикрепляется соосно к тыльной части магнитной системы экранируемого динамика. Крепеж осуществляется при помощи клея, через тонкую прокладку из полиуретана.

Компенсация магнитом без магнитопровода проводится точно так же. Примерно оценить индукцию магнита можно сравнивая ее с индукцией магнита в динамике. Например, измерив усилие отрыва эталонного образца (кусочек железа) пружинными весами. Не забудьте проверить полярность магнитов. При прикладывании в место крепления экранируемый динамик и магнит должны отталкиваться, а не притягиваться. При наличии отверстия для снятия воздушного давления по оси динамика, не забудьте сделать такое же отверстие и в прокладке.

Комбинация

После проведения компенсации полученную систему можно дополнительно экранировать. Так как остаточное внешнее магнитное поле невелико, для экрана можно использовать кусок жести, свернутый в цилиндр, или подходящую по размерам жестяную консервную банку (алюминиевые банки, которые не притягиваются магнитом, для этой цели непригодны).

Побочные эффекты

• При любом способе возрастает общая масса акустической системы, что, как правило, улучшает звучание на низких частотах.
• Уменьшается внутренний обьем колонки, как правило не значительно, что можно компенсировать небольшим увеличением количества внутреннего наполнителя.
• Применение метода компенсации, как правило, вызывает увеличение чувствительности динамиков и звукового давления акустической системы.

Применение какого либо из этих способов может быть невозможно ввиду конструктивных особенностей конкретных акустических систем. Так, может быть невозможно использование метода экранирования для высокочастотных динамиков из-за заглубления их магнитной системы в переднюю панель, или метода компенсации для низкочастотных динамиков из-за недостаточного расстояния между магнитной системой динамика и задней стенкой колонки. И в заключение — как экранируют свои динамики производители. На рисунке разреза динамиков Yamaha отчетливо видно применение метода компенсации вторым кольцевым магнитом и метода экранировки металлическим стаканом.

Хральцов Д. Опубликована: 2002 г. 0 1
Вознаградить Я собрал 0 0

Как экранировать динамики

wikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали авторы-волонтеры.

Количество просмотров этой статьи: 13 884.

Электромагнитные поля могут нарушать работу жестких дисков, игровых приставок, кинескопных телевизоров и компьютерных мониторов. Динамики также образуют электромагнитные поля, поэтому иногда их нужно устанавливать подальше от устройств, которые они могут повредить. Здесь описаны некоторые приемы, которые помогут вам создать барьер между электромагнитным излучением динамиков и окружающими компонентами.

Материалы для защиты от магнитных полей промышленной частоты и от электромагнитных полей радиочастотного диапазона (Магнитные и электромагнитные экраны)

Электромагнитные экраны находят широкое применение в промышленности. Они служат для устранения вредного влияния одних элементов электрического устройства на другие, для защиты персонала и оборудования от воздействия внешних полей, которые возникают при работе других устройств. «Гашение» внешнего магнитного поля необходимо при создании лабораторий, предназначенных для наладки и испытаний высокочувствительной техники. Оно также требуется в медицине и тех областях науки, где проводится измерение полей со сверхмалой индукцией; для защиты информации при ее передаче по кабелям.

Методы

Экранирование магнитного поля – это совокупность способов снижения напряженности постоянного или переменного поля в определенной области пространства. Магнитное поле, в отличие от электрического, полностью ослабить нельзя.

В промышленности наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают поля рассеяния, возникающие при работе трансформаторов, постоянных магнитов, сильноточных установок и цепей. Они могут полностью нарушать нормальную работу соседних приборов.

Чаще всего используется 2 метода защиты:

• Применение экранов, изготовленных из сверхпроводящих или ферромагнитных материалов. Это эффективно при наличии постоянного или низкочастотного магнитного поля.
• Компенсационный способ (гашение вихревыми токами). Вихревые токи – это объемные электрические токи, которые возникают в проводнике при изменении магнитного потока. Данный способ показывает наилучшие результаты для высокочастотных полей.

Изображение хода линий магнитной индукции при наличии в поле тела из магнетика

Математическое описание хода линий индукции является сложным даже для тел простой формы. Пусть кусок магнетика имеет форму прямоугольного бруска. Его вносят в однородное магнитное поле. Считаем, что магнитная проницаемость магнетика больше, чем окружающей среды.

Магнетик во внешнем поле намагнитится и станет сам источником поля.

Данное поле будет складываться в каждой точке с начальным однородным полем.

При этом линии как бы притягиваются к параллелограмму, преломляются на его поверхности и походят внутри бруска существенно гуще.

Рисунок 3. Линии магнитной индукции. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

На рис. 3(а) изображены линии магнитной индукции в шаре из магнетика, который размещают в первоначально однородном поле. В таком случае линии индукции внутри шара проходят как параллельные линии. Шар будет намагничен однородно.

Принципы

Принципы экранирования магнитного поля основаны на закономерностях распространения магнитного поля в пространстве. Соответственно для каждой из перечисленных выше методик они заключаются в следующем:

Если поместить катушку индуктивности в кожух, сделанный из ферромагнетика, то линии индукции внешнего магнитного поля пройдут по стенкам защитного экрана, так как он имеет меньшее магнитное сопротивление по сравнению с пространством внутри него. Те силовые линии, которые наводятся самой катушкой, также почти все замкнутся на стенки кожуха. Для наилучшей защиты в этом случае необходимо выбирать ферромагнитные материалы, которые обладают высокой магнитной проницаемостью. На практике чаще всего используют сплавы железа. Для того чтобы повысить надежность экрана, его изготавливают толстостенным или сборным из нескольких кожухов. Недостатками такой конструкции является ее тяжеловесность, громоздкость и ухудшение экранирования при наличии швов и разрезов в стенках кожуха.

Магнитное экранирование

Экранирование магнитных полей может быть осуществленно двумя методами:

Экранирование с помощью ферромагнитных материалов.

Экранирование с помощью вихревых токов.

Первый метод применяется обычно при экранировании постоянных МП и полей низкой частоты. Второй метод обеспечивает значительную эффективность при экранировании МП высокой частоты. Из-за поверхностного эффекта плотность вихревых токов и напряженность переменного магнитного поля по мере углубления в металл падает по экспоненциально­му закону:

— показатель уменьшения поля и тока, который назы­вают эквивалентной глубиной проникновения.

Чем меньше глубина проникновения, тем больший ток течет в поверхностных слоях экрана, тем больше создаваемое им обратное МП, вытесняющее из пространства, занятое экраном, внешнее поле источника наводки. Если экран сделан из немагнитного материала, то экранирующий эффект будет зависеть только от удельной проводимости материала и частоты экранирующего поля. Если экран сделан из ферромагнитного материала, то при прочих равных условиях внешним полем в нем будет наводиться большая э. д. с. благодаря большей концентрации магнитных силовых линий. При одинаковой удельной проводимости материала увеличатся вихревые токи, что приведет к меньшей глубине проникновения и к лучшему экранирующему эффекту.

При выборе толщины и материала экрана следует исходить не из электрических свойств материала, а ру­ководствоваться соображениями механической прочно­сти, веса, жесткости, стойкости против коррозии, удобства стыковки отдельных деталей и осуществления меж­ду ними переходных контактов с малым сопротивлением, удобства пайки, сварки и прочим.

Из данных таблицы видно, что для частот выше 10 МГц медная и тем более серебряная пленки толщиной около 0,1 мм дает значительный экранирующий эффект. Поэтому на частотах выше 10 МГц вполне допустимо применение экранов из фольгированого гетинакса или стеклотекстолита. На больших частотах сталь дает больший экранирующий эффект, чем немагнитные металлы. Однако стоит учитывать, что такие экраны могут вносить значительные потери в экранируемые цепи вследствие большого удельного сопротивления и явления гистерезиса. Поэтому такие экраны применимы только в тех случаях, когда с вносимыми потерями можно не считаться. Так же для большей эффективности экранирования экран должен обладать меньшим магнитным сопротивлением, чем воздух, тогда силовые линии магнитного поля стремятся пройти по стенкам экрана и в меньшем числе проникают в пространство вне экрана.

Такой экран одинаково пригоден для защиты от воздействия магнитного поля и для защиты внешнего пространства от влияния магнитного поля созданного источником внутри экрана.

Существует много марок стали и пермаллоя с различными величинами магнитной проницаемости, поэтому для каждого материала нужно расчитывать величину глубины проникновения. Расчет производится по приближенному уравнению:

1) Защита от внешнего магнитного поля

Магнитные силовые линии внешнего магнитного поля (линии индукции магнитного поля помех) будут проходить в основном по толще стенок экрана, обладающего малым магнитным сопротивлением по сравнению с сопротивлением пространства внутри экрана. В результате внешнее магнитное поле помех не будет влиять на режим работы электрической цепи.

2) Экранирование собственного магнитного поля

Такое кранирование используется, если ставится задача предохранения внешних электрических цепей от воздействия магнитного поля, создаваемого током катушки. Индуктивности L, т. е. когда требуется практически локализовать помехи, создаваемые индуктивностью L, то такая задача решается при помощи магнитного экрана, как это схематически показано на рисунке. Здесь почти все силовые линии поля катушки индуктивности будут замыкаться через толщу стенок экрана, не выходя за их пределы вследствие того, что магнитное сопротивление экрана намного меньше сопротивления окружающего пространства.

3) Двойной экран

В двойном магнитном экране можно представить себе, что часть магнитных силовых линий, которые выйдут за толщу стенок одного экрана, замкнутся через толщу стенок второго экрана. Точно также можно представить себе действие двойного магнитного экрана при локализации магнитных помех, создаваемых элементом электрической цепи, находящимся внутри первого (внутреннего) экрана: основная масса магнитных силовых линий (линии магнитного рассеяния) замкнется через стенки наружного экрана. Разумеется, что в двойных экранах должны быть рационально выбраны толщины стенок и расстояние между ними.

Общий коэффициент экранирования достигает наибольшей величииы в тех случаях, когда толщина стенок и промежуток между экранами увеличивается пропорционально расстоянию от центра экрана, причем величина промежутка является средней геометрической величиной толщин стенок примыкающих к нему экранов. При этом коэффициент экранирования:

Изготовление двойных экранов в соответствии с указанной рекомендацией практически затруднено из технологических соображений. Значительно целесообразнее выбрать расстояние между оболочками, прилегающими к воздушному промежутку экранов, большим, чем толщина первого экрана, приблизительно равным расстоянию между стеикой первого экрана и краем экранируемого элемента цепи (например, катушки иидуктивности). Выбор той или иной толщины стенок магнитного экрана нельзя сделать однозначным. Рациональная толщина стенок определяется. материалом экрана, частотой помехи и заданным коэффициентом экранирования. При этом полезно учитывать следующее.

1. При повышении частоты помех (частоты переменного магнитного поля помех) магнитная проницаемость материалов падает и вызывает снижение экранирующих свойств этих материалов, так как по мере снижения магнитной проницаемости возрастает сопротивление магнитному потоку, оказываемое экраном. Как правило, уменьшение магнитной проницаемости с повышением частоты идет наиболее интенсивно у тех магнитных материалов, у которых имеется наибольшая начальная магнитная проницаемость. Например, листовая электротехническая сталь с малой начальной магнитной проницаемостью мало изменяет величину jx с повышением частоты, а пермаллой, имеющий большие начальные значения магнитной проницаемости, весьма чувствителен к повышению частоты магнитного поля; магнитная проницаемость у него резко падает с частотой.

2. В магнитных материалах, подверженных действию высокочастотного магнитного поля помех, заметно проявляется поверхностный эффект, т. е. вытеснение магнитного потока к поверхности стенок экрана, вызывая увеличение магнитного сопротивления экрана. При таких условиях кажется, что почти бесполезно увеличивать толщину стенок экрана за пределы тех величин, которые заняты магнитным потоком при данной частоте. Такой вывод неправилен, ибо увеличение толщины стенок приводит к снижению магнитного сопротивления экрана даже при наличии поверхностного эффекта. При этом одновременно следует учитывать и изменение магнитной проницаемости. Так как явление поверхностного эффекта в магнитных материалах обычно начинает сказываться заметнее, чем снижение магнитной проницаемости в области низких частот, то влияние обоих факторов на выбор толщины стенок экрана будет различным на разных диапазонах частот магнитных помех. Как правило, снижение экранирующих свойств с повышением частоты помехи сильнее проявляется в экранах из материалов с высокой начальной магнитной проницаемостью. Указанные выше особенности магнитных материалов дают основание для рекомендаций по выбору материалов и толщины стенок магнитных экранов. Эти рекомендации могут быть сведены к следующим:

А) экраны из обычной электротехнической (трансформаторной) стали, обладающие малой начальной магнитной проницаемостью, можно применять при необходимости обеспечить малые коэффициенты экранирования (Кэ 10); такие экраны обеспечивают почти неизменный коэффициент экранирования в достаточно широкой полосе частот, вплоть до нескольких десятков килогерц; толщина таких экранов зависит от частоты помехи, причем чем ниже частота, тем большая толщина экрана требуется; например, при частоте магнитного поля помех 50—100 гц толщина стенок экрана должна быть приблизительно равна 2 мм; если требуется увеличение коэффициента экранирования или большая толщина экрана, то целесообразно применять несколько экранирующих слоев (двойных или тройных экранов) меньшей толщины;

Б) экраны из магнитных материалов с высокой начальной проницаемостью (например пермаллой) целесообразно применять при необходимости обеспечения большого коэффициента экранирования (Кэ > Ю) в сравнительно узкой полосе частот, причем толщину каждой оболочки магнитного экрана нецелесообразно выбирать больше 0,3—0,4 мм; экранирующее действие таких экранов начинает заметно падать на частотах, выше нескольких сот или тысяч герц, в зависимости от начальной проницаемости этих материалов.

Все сказанное выше о магнитных экранах справедливо в отношении слабых магнитных полей помех. Если же экран находится вблизи от мощных источников помех и в нем возникают магнитные потоки с большой магнитной индукцией, то, как известно, приходится учитывать изменение магнитной динамической проницаемости в зависимости от индукции; необходимо также учитывать при этом потери в толще экрана. Практически же с такими сильными источниками магнитных полей помех, при которых надо было бы считаться с их действием на экраны, не встречаются, за исключением некоторых специальных случаев, не предусматривающих радиолюбительскую практику и нормальные условия работы радиотехнических устройств широкого применения.

Тест

1. При магнитном экранировании экран должен: 1) Обладать меньшим магнитным сопротивлением, чем воздух

2) обладать равным воздуху магнитным сопротивлением 3) обладать большим магнитным сопротивлением, чем воздух

2. При экранировании магнитного поля Заземление экрана: 1) Не влияет на эффективность экранирования

2) Увеличивает эффективность магнитного экранирования 3) Уменьшает эффективность магнитног экранирования

3. На низких частотах (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от: а) Толщины экрана, б) Магнитной проницаемости материала, в) Расстояния между экраном и другими магнитопроводами. 1) Верно только а и б 2) Верно только б и в 3) Верно только а и в 4) Все варианты верны

4. В магнитном экранировании при низких частотах используется: 1) Медь 2) Аллюминий 3) Пермаллой.

5. В магнитном экранировании при высоких частотах используется: 1) Железо 2) Пермаллой 3) Медь

6. На высоких частотах (>100кГц) эффективность магнитного экранирования не зависит от: 1) Толщины экрана

2) Магнитной проницаемости материала 3) Расстояния между экраном и другими магнитопроводами.

1. Волин, М. Л. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре / М. Л. Волин – Москва, «Радио и связь», 1981г.

2. Семененко, В. А. Информационная безопасность / В. А. Семененко — Москва, 2008г.

3. Ярочкин, В. И. Информационая безопасность / В. И. Ярочкин – Москва, 2000г.

4. Демирчан, К. С. Теоретические основы электротехники III том / К. С. Демирчан С.-П, 2003г.

Основные характеристики

Для описания процесса экранирования применяются 3 основные характеристики:

• Эквивалентная глубина проникновения магнитного поля. Итак, продолжим. Этот показатель используется для экранирующего эффекта вихревых токов. Чем меньше его значение, тем выше ток, протекающий в поверхностных слоях защитного кожуха. Соответственно, тем больше наводимое им магнитное поле, которое вытесняет внешнее. Эквивалентная глубина определяется по формуле, указанной ниже. В этой формуле ρ и μr – удельное сопротивление и относительная магнитная проницаемость материала экрана соответственно (единицы измерения первой величины – Ом∙м); f – частота поля, измеряемая в МГц.

Наши обзоры

Большинство колонок, специально предназначенных для центрального канала, — экранированы от магнитного воздействия, но, при попытке использовать для центра неэкранированные колонки или полнодиапазонную напольную акустику, можно легко столкнутся с проблемой «цветных пятен» на экране телевизора. Возможен этот эффект и при слишком близком расположении фронтальных колонок от телевизора. Избавиться от этого эффекта поможет магнитная экранировка акустики. В конструкции акустических систем используются достаточно мощные магниты, и магнитное поле, ими создаваемое, отклоняет потоки электронов в кинескопе телевизора от правильного пути.

Конструкции экранов

Защитные кожухи для экранирования магнитного поля могут быть сделаны в различных конструктивных исполнениях:

• листовые и массивные;
• в виде полых трубок и кожухов с цилиндрическим или прямоугольным сечением;
• однослойные и многослойные, с воздушной прослойкой.

Так как расчет числа слоев довольно сложен, то эту величину чаще всего выбирают по справочникам, по кривым эффективности экранирования, которые были получены экспериментальным путем. Разрезы и швы в коробах допускается выполнять только вдоль линий вихревых токов. В противном случае уменьшается экранирующий эффект.

На практике получить высокий коэффициент экранирования сложно, так как всегда необходимо делать отверстия для кабельного ввода, вентиляции и обслуживания установок. Для катушек бесшовные кожухи изготавливают методом листового выдавливания, а в качестве съемной крышки служит дно цилиндрического экрана.

Кроме этого, при контакте элементов конструкции из-за неровностей поверхности образуются щели. Для того чтобы их ликвидировать, применяют механические прижимы или прокладки из проводящих материалов. Они выпускаются разных размеров и с различными свойствами.

Вихревые токи – это токи которые значительно меньше циркулирующих, но они способны препятствовать проникновению магнитного поля через экран. При наличии большого числа отверстий в кожухе снижение коэффициента экранирования происходит по логарифмической зависимости. Его наименьшее значение наблюдается при технологических отверстиях большого размера. Поэтому рекомендуется проектировать несколько мелких отверстий, чем одно крупное. Если необходимо применять стандартизованные отверстия (для ввода кабелей и других нужд), то используют запредельные волноводы.

В магнитостатическом поле, создаваемом постоянными электрическими токами, работа экрана заключается в шунтировании силовых линий поля. Защитный элемент устанавливается на максимально близком расстоянии к источнику. Заземление при этом не требуется. Эффективность экранирования зависит от магнитной проницаемости и толщины материала экрана. В качестве последних применяют стали, пермаллой и магнитные сплавы с высокой магнитной проницаемостью.

Экранирование кабельных трасс в основном выполняют двумя методами – использованием кабелей с экранированной или защищенной витой парой и укладкой кабелепроводов в алюминиевых коробах (или вставках).

Сверхпроводящие экраны

Работа сверхпроводящих магнитных экранов основана на эффекте Мейснера. Это явление заключается в том, что тело, находящееся в магнитном поле, переходит в сверхпроводящее состояние. При этом магнитная проницаемость кожуха становится равной нулю, то есть он не пропускает магнитное поле. Оно полностью компенсируется в объеме данного тела.

Достоинством таких элементов является то, что они гораздо эффективнее, защита от внешнего магнитного поля не зависит от частоты, а компенсационный эффект может длиться сколь угодно долго. Однако на практике эффект Мейснера не бывает полным, поскольку в реальных экранах, выполненных из сверхпроводящих материалов, всегда присутствуют структурные неоднородности, которые приводят к захвату магнитного потока. Данный эффект является серьезной проблемой для создания кожухов с целью экранирования магнитного поля. Коэффициент ослабления магнитного поля тем больше, чем выше химическая чистота материала. В экспериментах наилучшие показатели отмечены у свинца.

Другими недостатками сверхпроводниковых материалов для экранирования магнитного поля являются:

• высокая стоимость;
• присутствие остаточного магнитного поля;
• возникновение состояния сверхпроводимости только при низких температурах;
• неспособность выполнять свои функции в магнитных полях с высокой напряженностью.

Огибание сверхпроводника линиями магнитного поля

Но это совсем не означает, что если между двумя магнитами поставить сверхпроводящий экран, то он решит поставленную задачу. Дело в том, что силовые линии магнитного поля магнита пойдут к другому магниту в обход экрана из сверхпроводника. Поэтому от плоского сверхпроводящего экрана будет только ослабление влияния магнитов друг на друга.

Это ослабление взаимодействия двух магнитов будет зависеть от того, на сколько увеличилась длина силовой линии, которая соединяет два магнита друг с другом. Чем больше длины соединяющих силовых линий, тем меньше взаимодействие двух магнитов друг с другом.

Это точно такой же эффект, как если увеличивать расстояние между магнитами без всякого сверхпроводящего экрана. Если увеличивать расстояние между магнитами, то длины силовых линий магнитного поля тоже увеличиваются.

Значит, для увеличения длин силовых линий, которые соединяют два магнита в обход сверхпроводящего экрана, нужно увеличивать размеры этого плоского экрана и по длине и по ширине. Это приведет к увеличению длин обходящих силовых линий. И чем больше размеры плоского экрана по сравнению с рассстоянием между магнитами, тем взаимодействие между магнитами становится меньше.

Взаимодействие между магнитами полностью исчезает только тогда, когда оба размера плоского сверхпроводящего экрана становятся бесконечными. Это аналог той ситуации, когда магниты развели на бесконечно большое расстояние, и поэтому длина соединяющих их силовых линий магнитного поля стала бесконечной.

Теоретически, это, конечно, полностью решает поставленную задачу. Но на практике мы не можем сделать сверхпроводящий плоский экран бесконечных размеров. Хотелось бы иметь такое решение, которое можно осуществить на практике в лаборатории или на производстве. (Про бытовые условия речи уже не идет, так как в быту невозможно сделать сверхпроводник.)

Материалы

Чаще всего для защиты от магнитного поля применяют экраны из углеродистой стали, так как они обладают высокой технологичностью в отношении сварки, пайки, недороги и характеризуются хорошей коррозионной стойкостью. Кроме них, используются такие материалы, как:

• техническая алюминиевая фольга;
• магнитомягкий сплав из железа, алюминия и кремния (альсифер);
• медь;
• стекла с токопроводящим покрытием;
• цинк;
• трансформаторная сталь;
• токопроводящие эмали и лаки;
• латунь;
• металлизированные ткани.

Конструктивно они могут изготавливаются в виде листов, сеток и фольги. Листовые материалы обеспечивают лучшую защиту, а сетчатые более удобны в сборке – их можно соединять между собой точечной сваркой с шагом 10-15 мм. Для обеспечения антикоррозионной стойкости сетки покрывают лаками.

Рекомендации по выбору материала

При выборе материала для защитных экранов руководствуются следующими рекомендациями:

• В слабых полях используют сплавы с высокой магнитной проницаемостью. Наиболее технологичным является пермаллой, который хорошо поддается обработке давлением и резанием. Напряженность магнитного поля, необходимая для полного его размагничивания, а также удельное электрическое сопротивление зависят в основном от процентного содержания никеля. По количеству этого элемента выделяют низконикелевые (до 50%) и высоконикелевые (до 80%) пермаллои.
• Для уменьшения энергетических потерь в переменное магнитное поле помещают кожухи или из хорошего проводника, или из изолятора.
• Для частоты поля более 10 МГц хороший эффект дают покрытия из серебряной или медной пленки толщиной от 0,1 мм (экраны из фольгированного гетинакса и других изоляционных материалов), а также медь, алюминий, латунь. Для защиты меди от окисления ее покрывают серебром.
• Толщина материала зависит от частоты f. Чем ниже f, тем большая должна быть толщина для достижения того же эффекта экранирования. На высоких частотах для изготовления кожухов из любого материала достаточно толщины 0,5-1,5 мм.
• Для полей с высокой f ферромагнетики не используют, так как они обладают большим сопротивлением и приводят к большим потерям энергии. С целью экранирования постоянных магнитных полей нельзя также применять материалы с высокой проводимостью, кроме стали.
• Для защиты в широком диапазоне f оптимальным решением являются многослойные материалы (листы стали со слоем металла с высокой проводимостью).

Общими правилами выбора являются следующие:

• Высокие частоты – материалы с высокой проводимостью.
• Низкие частоты – материалы с высокой магнитной проницаемостью. Экранирование в данном случае является одной из наиболее сложных задач, так как это утяжеляет и усложняет конструкцию защитного экрана.

Глоссарий по физике

Магнитное экранирование (магнитная защита) — защита объекта от воздействия магн. полей (постоянных и переменных). Совр. исследования в ряде областей науки (физика, геология, палеонтология, биомагнетизм) и техники (космич. исследования, атомная энергетика, материаловедение) часто связаны с измерениями очень слабых магн. полей

10-14-10-9 Тл в широком частотном диапазоне. Внешние магнитные поля (например, поле Земли Тл с шумом Тл, магн. шумы от электрич. сетей и городского транспорта) создают сильные помехи для работы высокочувствит. магнитометрич. аппаратуры. Уменьшение влияния магн. полей в сильной степени определяет возможности проведения магн. измерений (см., напр., Магнитные поля биологических объектов ).Среди методов М. э. наиболее распространены следующие.

Экранирующее действие полого цилиндра из ферромагнитного вещества с (1 — внеш. поверхность цилиндра, 2 -внутр. поверхность). Остаточное магнитное поле внутри цилиндра

Ферромагнитный экран — лист, цилиндр, сфера (или оболочка к—л. иной формы) из материала с высокой магнитной проницаемостью m низкой остаточной индукцией Вr и малой коэрцитивной силой Нс. Принцип действия такого экрана можно проиллюстрировать на примере полого цилиндра, помещённого в однородное магн. поле (рис.). Линии индукции внеш. магн. поля Bвнеш при переходе из среды с в материал экрана заметно сгущаются, а в полости цилиндра густота линий индукции уменьшается, т. е. поле внутри цилиндра оказывается ослабленным. Ослабление поля описывается ф-лой

где D — диаметр цилиндра, d — толщина его стенки, — магн. проницаемость материала стенки. Для расчёта эффективности М. э. объёмов разл. конфигурации часто используют ф-лу

где — радиус эквивалентной сферы (практически ср. значение размеров экрана в трёх взаимно перпендикулярных направлениях, т. к. форма экрана мало влияет на эффективность М. э.).

Из ф-л (1) и (2) следует, что использование материалов с высокой магн. проницаемостью [таких, как пермаллой (36-85% Ni, остальное Fe и легирующие добавки) или мю-металл (72-76% Ni, 5% Сu, 2% Сr, 1% Мn, остальное Fe)] существенно улучшает качество экранов (у железа ). Кажущийся очевидным способ улучшения экранирования за счёт утолщения стенки не оптимален. Эффективнее работают многослойные экраны с промежутками между слоями, для к-рых коэф. экранирования равен произведению коэф. для отд. слоев. Именно многослойные экраны (внеш. слои из магн. материалов, насыщающихся при высоких значениях В, внутренние — из пермаллоя или мю-металла) составляют основу конструкций магнитозащищённых комнат для биомагнитных, палеомагнитных и т. п. исследований. Следует отметить, что применение защитных материалов типа пермаллоя связано с рядом трудностей, в частности с тем, что их магн. свойства при деформациях и значит. нагревах ухудшаются, они практически не допускают сварки, значит. изгибов и др. механич. нагрузок. В совр. магн. экранах широко применяются ферромагн. металлические стёкла (метглассы), близкие по магн. свойствам к пермаллою, но не столь чувствительные к механич. воздействиям. Полотно, сотканное из полосок метгласса, допускает изготовление мягких магн. экранов произвольной формы, а многослойное экранирование этим материалом много проще и дешевле.

Экраны из материала с высокой электропроводностью (Сu, А1 и др.) служат для защиты от переменных магн. полей. При изменении внеш. магн. поля в стенках экрана возникают индукц. токи, к-рые охватывают экранируемый объём. Магн. поле этих токов направлено противоположно внеш. возмущению и частично компенсирует его. Для частот выше 1 Гц коэф. экранировки К растёт пропорционально частоте:

где — магнитная постоянная , — электропроводность материала стенки, L — размер экрана, — толщина стенки, f — круговая частота.

Магн. экраны из Сu и А1 менее эффективны, чем ферромагнитные, особенно в случае низкочастотного эл—магн. поля, но простота изготовления и невысокая стоимость часто делают их более предпочтительными в применении.

Сверхпроводящие экраны. Действие экранов этого типа основано на Мейснера эффекте — полном вытеснении магн. поля из сверхпроводника. При всяком изменении внеш. магн. потока в сверхпроводниках возникают токи, к-рые в соответствии с Ленца правилом компенсируют эти изменения. В отличие от обычных проводников в сверхпроводниках индукц. токи не затухают и поэтому компенсируют изменение потока в течение всего времени существования внеш. поля. То обстоятельство, что сверхпроводящие экраны могут работать при очень низких темп-pax и полях, не превышающих критич. значения (см. Критическое магнитное поле ),приводит к существенным трудностям при конструировании больших магнитозащищённых «тёплых» объёмов. Однако открытие оксидных высокотемпературных сверхпроводников (ОВС), сделанное Й. Беднорцем и К. Мюллером (J. G. Bednorz, К. A. Miiller, 1986), создаёт новые возможности в использовании сверхпроводящих магн. экранов. По-видимому, после преодоления технологич. трудностей в изготовлении ОВС, будут применяться сверхпроводящие экраны из материалов, становящихся сверхпроводниками при температуре кипения азота (а в перспективе, возможно, и при комнатных температурах).

Следует отметить, что внутри магнитозащищённого сверхпроводником объёма сохраняется остаточное поле, существовавшее в нём в момент перехода материала экрана в сверхпроводящее состояние. Для уменьшения этого остаточного поля необходимо принять спец. меры. Напр., переводить экран в сверхпроводящее состояние при малом по сравнению с земным магн. поле в защищаемом объёме или использовать метод «раздувающихся экранов», при к-ром оболочка экрана в сложенном виде переводится в сверхпроводящее состояние, а затем расправляется. Подобные меры позволяют пока в небольших объёмах, ограниченных сверхпроводящими экранами, свести остаточные поля до величины Тл.

Активная защита от помех осуществляется при помощи компенсирующих катушек, создающих магн. поле, равное по величине и противоположное по направлению полю помехи. Алгебраически складываясь, эти поля компенсируют друг друга. Наиб. известны катушки Гельмгольца, представляющие собой две одинаковые соосные круговые катушки с током, раздвинутые на расстояние, равное радиусу катушек. Достаточно однородное магн. поле создаётся в центре между ними. Для компенсации по трём пространств. компонентам необходимы минимум три пары катушек. Существует много вариантов таких систем, и выбор их определяется конкретными требованиями.

Система активной защиты, как правило, используется для подавления НЧ-помех (в диапазоне частот 0-50 Гц). Одно из её назначений — компенсация пост. магн. поля Земли, для чего необходимы высокостабильные и мощные источники тока; второе — компенсация вариаций магн. поля, для к-рой могут использоваться более слабые источники тока, управляемые датчиками магн. поля, напр. магнитометрами высокой чувствительности — сквидами или феррозондами .В большой степени полнота компенсации определяется именно этими датчиками.

Существует важное отличие активной защиты от магн. экранов. Магн. экраны устраняют шумы во всём объёме, ограниченном экраном, в то время как активная защита устраняет помехи лишь в локальной области.

Все системы подавления магн. помех нуждаются в антивибрац. защите. Вибрация экранов и датчиков магн. поля сама может стать источником дополнит. помех.

Литература по магнитному экранированию (магнитной защите)

1. Роуз-Инс А., Родерик Е., Введение в физику сверхпроводимости, пер. с англ., М., 1972;
2. Штамбергер Г. А., Устройства для создания слабых постоянных магнитных полей, Новосиб., 1972;
3. Введенский В. Л., Ожогин В. И., Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм, М., 1986;
4. Bednorz J. G., Мullеr К. А., Possible high Тс superconductivity in the Ba-La-Сr-О system, «Z. Phys.», 1986, Bd 64, S. 189.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ

Знаете ли Вы,

что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? — Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Фольгированные ленты

Фольгированные экранирующие ленты применяются в следующих целях:

• Экранирование широкополосных электромагнитных помех. Чаще всего их используют для дверей и стенок электрических шкафов с приборами, а также для формирования экрана вокруг отдельных элементов (соленоиды, реле) и кабелей.
• Отвод статического заряда, который накапливается на приборах, содержащих полупроводники и электронно-лучевые трубки, а также в устройствах, служащих для ввода-вывода информации из компьютера.
• В качестве компонента цепей заземления.
• Для уменьшения электростатического взаимодействия между обмотками трансформаторов.

Конструктивно они выполняются на основе проводящего адгезивного материала (акриловая смола) и фольги (с рифленой или гладкой поверхностью), сделанной из следующих видов металла:

• алюминий;
• медь;
• луженая медь (для пайки и лучшей антикоррозионной защиты).

Полимерные материалы

В тех устройствах, где наряду с экранированием магнитного поля требуется защита от механических повреждений и амортизация, применяются полимерные материалы. Они изготавливаются в виде прокладок из полиуретановой пены, покрытой полиэфирной пленкой, на основе акрилового адгезива.

При производстве жидкокристаллических мониторов используются акриловые уплотнители из токопроводящей ткани. В слое акрилового адгезива находится трехмерная электропроводная матрица, выполненная из токопроводящих частиц. Благодаря своей упругости такой материал также эффективно поглощает механические воздействия.

Магнитная экранировка акустических систем

Магнитное экранирование. Магнитная система динамиков фронтальных и центральных колонок должна быть экранирована, поскольку сильное магнитное поле может привести к деформации изображения и появлению цветных разводов на мониторе. Поэтому владельцы акустических систем с неэкранированными динамиками вынуждены решать проблему расположения колонок относительно него. Это прежде всего касается тех пользователей, которые применяют в качестве компьютерных колонки от музыкального центра, старую советскую аппаратуру и другие некомпьютерные акустические системы, хотя и некоторые компьютерные экземпляры не имеют магнитной экранировки например, первые партии популярных Microlab Solo 2. Выход из подобной ситуации очень простой. Экраном может служить любой магнитопроводящий материал железо, сталь , которым нужно закрыть магнит через зазор в 5—10 мм. Для этой цели лучше всего подойдет почти любая жестяная консервная банка пригодность можно проверить обычным магнитом.

Компенсационный метод

Принцип компенсационного метода экранирования заключается в искусственном создании магнитного поля, которое направлено противоположно внешнему полю. Обычно это достигается с помощью системы катушек Гельмгольца. Она представляет собой 2 одинаковые тонкие катушки, располагающиеся соосно на расстоянии их радиуса. По ним пропускают электрический ток. Наведенное катушками магнитное поле отличается высокой однородностью.

Экранирование может также производиться с помощью плазмы. Этот явление учитывается при распределении магнитного поля в космосе.

Экранирование кабелей

Защита от магнитного поля необходима при прокладке кабелей. Электрические токи, наводящиеся в них, могут быть вызваны включением бытовой техники в помещении (кондиционеры, люминесцентные светильники, телефоны), а также лифтов в шахтах. Особенно большое влияние эти факторы оказывают на цифровые системы связи, работающие по протоколам с широкой полосой частот. Это связано с малой разницей между мощностью полезного сигнала и помехами в верхней зоне спектра. Кроме этого, электромагнитная энергия, которую излучают кабельные системы, неблагоприятно воздействует на здоровье персонала, работающего в помещении.

Между парами проводов возникают перекрестные наводки, обусловленные присутствием емкостной и индуктивной связи между ними. Электромагнитная энергия кабелей также отражается из-за неоднородностей их волнового сопротивления и ослабляется в виде тепловых потерь. В результате затухания мощность сигнала в конце протяженных линий падает в сотни раз.

В настоящее время в электротехнической промышленности практикуется 3 метода экранирования кабельных трасс:

• Применение цельнометаллических коробов (из стали или алюминия) или установка металлических вставок в пластиковые. При росте частоты поля экранирующая способность алюминия снижается. Недостатком также является дороговизна коробов. Для длинных кабельных трасс существует проблема обеспечения электрического контакта отдельных элементов и их заземления для обеспечения нулевого потенциала короба.
• Использование экранированных кабелей. Этот метод обеспечивает максимальную защиту, так как оболочка окружает непосредственно сам кабель.
• Вакуумное напыление металла на ПВХ-канал. Такой способ малоэффективен на частотах до 200 МГц. «Гашение» магнитного поля меньше в десятки раз по сравнению с укладкой кабеля в металлические короба из-за высокого удельного сопротивления.

Что происходит?

В большинстве случаев металлический корпус сам по себе не является частью электронной системы и разрабатывается отдельно конструкторами механической части изделия. Они предусматривают в корпусе отверстия, необходимые, например, для прокладки кабелей, вентиляции, установки кнопок управления, динамиков, датчиков и дисплеев. Все это может привести к заметному ухудшению экранирующего эффекта. При наличии отверстий в металлическом корпусе, а также при соединении его частей невозможно обеспечить полную герметизацию без применения специальных накладок, в результате чего появляются пути для прохождения радиочастотных (RF) излучений.

Виды кабелей

Различают 2 вида экранированных кабелей:

• С общим экраном. Он располагается вокруг незащищенных скрученных проводников. Недостатком таких кабелей является то, что возникают большие межкабельные наводки (в 5-10 раз больше, чем у экранированных пар), особенно между парами с одинаковым шагом скрутки.
• Кабеля с экранированными витыми парами. Производится индивидуальное экранирование всех пар. Из-за более высокой стоимости они чаще всего применяются в сетях с жесткими требованиями по безопасности и в помещениях со сложной электромагнитной обстановкой. Использование таких кабелей при параллельной прокладке дает возможность уменьшить расстояние между ними. Это позволяет уменьшить затраты по сравнению с раздельным маршрутизированием.

Витая пара экранированного кабеля представляет собой изолированные пары проводников (их количество обычно составляет от 2 до 8). При такой конструкции уменьшаются перекрестные наводки между проводниками. У неэкранированных пар нет требований к заземлению, они обладают большей гибкостью, меньшими поперечными размерами, легкостью монтажа. Экранированная пара обеспечивает защиту от электромагнитных помех и высокое качество передачи данных по сетям.

В информационных системах также используется двухслойное экранирование, которое состоит из защиты витых пар в виде металлизированной пластиковой ленты или фольги, и общей металлической оплетки. Для эффективной защиты от магнитного поля такие кабельные системы должны иметь надежное заземление.

Территория звука. Выпуск 4

Компания microlab уже достаточно широко известна на нашем рынке, в основном за счет бюджетных решений для домашних и проектных студий звукозаписи. Успех ее продукции можно объяснить достаточно просто — профессионально продуманная акустика и сравнительно недорогие цены. То есть вы приобретаете в первую очередь качество. Естественно, на базе обычных отдельных колонок от microlab вы можете самостоятельно собирать многоканальные системы, начиная от 4.0 и заканчивая 7.1. Но компания пошла немного по другому направлению и решила предложить собственное видение данного вопроса, что у нее, кстати, неплохо получилось. Сегодня мы рассмотрим новинку этого года, которая только начинает поступать в продажу, а именно — модель microlab V3630.

Общее описание модели

V3630 является практически системой 5.0, но это не совсем так, а почему, мы рассмотрим чуть позже. Итак, базовый комплект состоит из пяти колонок — центрального канала, фронтальные боковые и сурраунд (тыловые). Все они построены на базе идентичной элементной базы, а именно, в них используются одинаковые 1-дюймовые ВЧ-динамики из шелка и 4-дюймовые СЧ-динамики.

В колонках центрального и фронтальных каналов имеется по одному ВЧ и два СЧ, в тыловых — по одному того и другого. Все колонки имеют корпус из МДФ и стилизованы под черное дерево.

Отдельно хочется сказать о фронтальных колонках. И здесь, кстати, проявляется ноу-хау компании, на котором следует заострить особое внимание. Фронтальные колонки имеют высоту 1160 мм, то есть чуть больше метра. Сначала, конечно, это удивляет, но потом можно обратить внимание на то, что находится в нижней части этих колонок — поскольку я не осмелился вскрывать корпус, но подобные решения часто используются в системах hi-end, поэтому предполагаю, что я прав в своих выводах. Там находится бумажный сабвуфер 20 см диаметра. Плюс к этому внизу задней стенки таких колонок вы можете увидеть фазоинвертор, предназначенный для увеличения низкочастотной отдачи. Что дает некоторое преимущество и расширяет частотный диапазон колонок в нижней его границе. И, судя по спецификации, так оно и есть…

• Центр — 75 Гц — 20 КГц;
• Фронтальные — 42 Гц — 20 КГц;
• Тыловые (surround) — 75 Гц — 20 КГц.

За счет этого ноу-хау можно сказать, что в сабвуфере и нет особой необходимости, поскольку саб-низкочастотный диапазон воспроизводится достаточно качественно, что показали результаты моего тестового прослушивания как при просмотре DVD, так и в компьютерных играх, и при прослушивании современной музыки. При этом отсутствует эффект так называемого «раздельного» прослушивания, что часто ощутимо в дешевых акустических системах, то есть сабвуферный диапазон вы слышите как бы отдельно от других. Этого в V3630 нет.

В принципе, система является оптимальной именно для небольшого домашнего кинотеатра, который может легко и удобно уместиться в наших малогабаритных квартирах, особенно, с непродуманной акустикой. Фронтальные боковые колонки устанавливаются на небольших ножках, что также облегчит жизнь соседям.

Насчет выходной мощности… она небольшая и в зависимости от предназначения колонок варьируется в диапазонах:

• Центр — 15-50 Вт RMS;
• Фронтальные боковые — 30-100 Вт RMS;
• Тыловые (surround) — 15-30 Вт RMS.

В V3630 применено магнитное экранирование динамиков, которое предотвращает появление на экране телевизора цветных «разводов» из-за воздействия магнитных полей близко стоящей акустики. На все динамики надеваются специальные съемные аттенюаторы, в принципе, вы сами можете выбирать, как удобнее слушать звук — с ними или без них. С аттенюаторами звук получается более приглушенным и рассеянным.

Впечатления

В принципе, если бы не уникальная конструкция фронтальных колонок, то я бы мог сказать, что вы можете собрать такую же систему на базе пяти обычных недорогих колонок от тех же microlab, но именно фронтальные позволяют говорить о приближении качества к уровню hi-end.

Система собирается достаточно быстро, правда для нее вам понадобится многоканальный усилитель, у производителей есть такой специально для данной серии — V3850. Хотя можно использовать любой другой стандартный. В качестве первоначального теста я сначала решил проверить способность фронтальных колонок воспроизводить просто LFE-канал, поданный с системы 5.1. То есть, тем самым производится проверка сверхнизкочастотного диапазона. Результат получился нормальным, не сказать, что это уровень студийного качества, но и в домашних кинотеатрах такое можно услышать редко, особенно, если вы используете дешевые комплекты 5.1 с сабвуфером в наличии. Причем хочется отметить аккуратность звучания на низких частотах.

После этого я решил проверить, как звучит данная система при полном подключении. Она имеет свой звук! То есть, конечно, в акустических системах, особенно для домашних кинотеатров достаточно трудно найти эталон, причем все зависит не только от самой системы, но и от того акустического пространства (помещения) в котором вы все слушаете, от того как вы расставили колонки, какой усилитель используете и что (!) слушаете. Главное — это есть объем, а ощущение присутствия в кинотеатре также реально.

В качестве заключительного субъективного теста я подключил всю систему и направил на воспроизведение 5.1-саундтрек (музыкальный файл) к игре. При этом, взял со студии два одинаковых микрофона с диапазоном 20 Гц — 20 КГц, поставил их буквой «у» на расстоянии примерно 15-20 см друг от друга, в качестве диаграмм направленностей на них выбрал круговую, поскольку она более близка к нашему восприятию чем кардиоида, хотя и с последней результаты получились идентичны. Микрофоны стояли в месте расположения виртуального слушателя. Я запустил воспроизведение и произвел запись с микрофонов.

Таким образом, можно примерно сравнить амплитудно-частотные наполнения исходного и записанного сигналов. Это было проделано чисто для того, чтобы увидеть общую картину, то есть ни на какую высокую точность это не претендует. Результаты вы можете увидеть на 3D-графиках. В общем, все в норме.

Подытожим

В принципе, в данном случае мы говорим о стандартном хорошем и качественном звуке, и варианте близком к hi-end. V3630 подойдет прежде всего тем, кто хочет услышать что-то более серьезное, чем «обозначение» объемного звука. То есть, вы сможете себя полноценно ощутить внутри пространства. Несмотря на кажущиеся большие размеры, система является компактной и может хорошо поместиться в обычной «советской» комнате.

Приблизительная цена на данную систему будет составлять примерно 600 $.

Магнитное экранирование своими руками

Недавно ко мне пришло письмо с интересным вопросом:

Здравствуйте,
Давно читаю Ваши статьи. Благодарю Вас за такую большую работу. Возник у меня вопрос по поводу экранирования. Насколько я знаю, есть несколько видов экранирования низкочастотных динамиков:
а) динамик полностью обтянут металлом.
б) возле динамика кольцо из металла
Вопрос такой: Что это за металлы, как их рассчитывают, где их можно купить, если нужно разработать такой экран самостоятельно.
С уважением, Николай

М-да, Николай! Вопрос что надо. И он очень интересен для многих наших читателей, но только требует некоторой дополнительной расшифровки, чтобы все поняли.

Описание проблемы. Динамики — это устройства, построенные по следующему принципу: есть массивная стационарная магнитная система (магнитопровод) с постоянным магнитным полем, и легкая движущаяся система, соединенная с первой только по магнитным связям. Ключевым в данном устройстве является звуковая катушка, через которую пропускается электрический ток с сигналом, соответственно возникает изменяющееся электромагнитное поле, катушка начинает двигаться и так далее. Это я только напомнил, потому как мы писали на эту тему очень подробно раньше.

Так вот, раньше за магнитным полем никто собственно и не следил, поскольку оно было незаметно для человеческого глаза, пока… динамики не стали неотъемлемой частью телевизоров и их работа стала влиять на изображение. Тогда решение было найдено достаточно простое — на стационарную магнитную часть одевался колпак из магнитпроводящего материала (например, обычной стали). Ну а в аудиосистемах, об этом вопросе опять же никто не думал, пока на студиях не стали ставить колонки (мониторы ближнего поля) возле ЭЛТ-дисплеев, после чего на изображении появлялась свистопляска. Но опять же, вопросом никто особенно серьезно не занялся до тех пор, пока студийные мониторы, вернее их последователи, не стали использоваться в качестве АС для домашних кинотеатров. Ну а здесь уже запротестовал массовый потребитель. Поэтому проблему стали решать скопом, причем в основном западные производители.

Сама суть проблемы еще более глубока, чем кажется, ведь «джигу» на экране мы видим, а магнитные поля от акустических систем, особенно, если мы говорим об их мощных вариантах, влияют на все электронные устройства, но мы этого не видим. Кстати, и ваш покорный слуга оказался жертвой подобных коллизий, о чем знают многие мои знакомые, а также представители фирм. А дело было так: я принес домой старые студийные мониторы и поставил их сначала возле дисплея. Естественно, так как они оказались без магнитного экранирования, на изображении при воспроизведении музыки появилась «джига». Я отодвинул колонки от дисплея, ситуация улучшилась и я забыл о ней. Через неделю вышел из строя блок питания в системном блоке, я заменил его, поставив самый дорогой и более мощный. Он «вылетел» через месяц. И так я заменил еще один блок и питания, а потом еще один, пока не стал писать обзор по какой-то современной АС и не обратил внимание на строку «магнитное экранирование», углубился в тему и посмотрел на свой системный блок — колонка левого канала находилась в непосредственной близости от самого блока питания.

То есть, этим примером я показал суть очень серьезной проблемы, о которой говорят, но или не для того, для чего нужно об этом говорить, или в целях рекламы. Поэтому перейдем сейчас к списку ответов на данный вопрос.

Ответы! На самом деле, сама надпись «магнитное экранирование» еще ни о чем не говорит, поскольку не понятно, насколько понижается внешнее воздействие самого магнитного поля. В варианте вопроса от читателя Николая, что он может сделать, собственно…

Вариант № 1. Найти на рынке точно такие же динамики (имеются в виду низкочастотные), лучше с поврежденными диффузорами, поскольку они дешевле (но (!) не разбитой магнитной частью). Далее вы аккуратненько изымаете из купленных динамиков все элементы движущейся части и снимаете диффузодержатели тоже очень аккуратно. Потом наносите на заднюю часть одного из динамиков тонкий слой из полиуретана, и плотно садите на клей соединение «задняя стенка динамика — задняя стенка очищенного магнитопровода». Это не так просто, поскольку они будут отталкиваться друг от друга, а вам нужно еще и соблюсти точное центрирование по основной оси.

И все, так называемый магнитный компенсатор готов. Если вы не нашли на рынке динамиков своей марки, то обратите внимание на модели со схожей по размерам магнитной частью — вам нужно, чтобы он был меньше.

Вариант №2. Собственно, которым я воспользовался. В интернете есть целый класс устройств, а именно простых и дешевых ферритовых колец, таких, как например, FERRITE BUCKING MAGNET на www.partsexpress.com. Вы выбираете их диаметр и размеры (диаметр не должен превышать 1/2-2/3 вашего диаметра). Ну и соответственно, это ферритовое кольцо ставится на клей сзади динамика. Этот вариант удобен с той точки зрения, что вы можете его успешно поместить в корпус ваших колонок.

Вариант №3. Конечно, можно попросить у друзей, работающих на заводе, сделать колпак из магнитопроводящего материала (стали) с толщиной стенок более 2 мм. При этом его диаметр и высота должны превышать диаметр и высоту стационарной магнитной части вашего динамика на 10 мм и 5 мм соответственно. В этот колпак вы наносите 5 мм слой из пены полиуретана и одеваете на магнитную часть вашего динамика, при этом, таким образом, чтобы он (колпак) не касался движущихся частей. Наши умельцы советуют использовать вместо колпаков обычные банки от консервов, чего я не пробовал. Хотя найти такой колпак вообще очень трудно, поэтому обычно вместо него используют простое кольцо, которое срезается от металлической (стальной) трубы. Требование к диаметру такое же. Этот вариант также действенен и компактен. И как вы понимаете, наиболее защищающим является вариант № 1 плюс вариант №3. А теперь предостережение, и что из него вытекает.

Предостережение! После введенных изменений, касающихся магнитного экранирования, у вас изменится звучание колонок, что, прежде всего, касается АЧХ и некоторого «спада на низах». Не забывайте, что вы изменили и всю конструкцию в целом, то есть корпуса колонок также рассчитываются неспроста. Поэтому, что у вас будет звучать в итоге, никто не гарантирует, как говорится: «Ничего! Мы в танке!».

Выводы. Покупать современные АС следует только (!) с магнитным экранированием. Причем, если у вас стоят старые АС, то их лучше заменить на новые, а если вы их и используете, то отодвигайте от электронной техники.

Узконаправленные системы

Ультразвуковые прожекторы

Ультразвуковые прожекторы имеют небольшую историю, хотя ведут ее с таких устройств из 40-х как сонары, используемые в подводном флоте. Эти приборы с помощью узконаправленного луча ультразвуковой волны сканируют пространство вокруг, в результате можно определить объекты и расстояния до них. Но ученые заметили, что из-за нелинейности водной среды, ультразвуковые волны создают волны с более низкими частотами. В 70 и 80-х появилось несколько публикаций, а между тем многие ведущие производители мира уже вовсю занялись проработкой данной идеи применительно к бытовой аппаратуре.

Сама ультразвуковая волна стала рассматриваться как несущая, по типу того, как работает радио, она модулируется специальным образом обычной звуковой волной (сигналом). При большой интенсивности такой ультразвуковой волны воздух начинает себя вести нелинейно, она искажается и на некотором расстоянии от источника сигнал «расшифровывается».

Плюсом данной системы является то, что ультразвук имеет малые длины волн и поэтому их удобно собирать «в пучок». Минусом — большое количество гармонических искажений, с чем боролись более 20 лет, и многие производители даже отказались от этой идеи из-за невозможности понижения коэффициэнта THD менее 50%.

Успеха добился Джозеф Помпеи, со студенческих лет заинтересовавшийся данной темой, причем учась и работая в передовых институтах, в частности Массачусетском Технологическом (MIT). Он придумал свой собственный метод шифрования несущей ультразвуковой волны таким образом, что в итоге мы получаем гармонические искажения на уровне 1% и динамический диапазон в 100 дБ, что сопоставимо с качеством Hi-Fi. Данное изобретение было успешно запатентовано, и Помпеи открыл свою компанию Holosonic Research Labs, которая на данный момент выпускает две модели — менее мощную с 18-дюймовым излучателем (максимальная звуковая мощность 100 Вт) и более мощную с 24-дюймовым (150 Вт). Их стоимость в зависимости от продавца составляет порядка 2000 $. Такие устройства уже можно встретить в некоторых музеях и галереях.

Звуковые прожекторы

А в данном типе устройств за основу взята конструкция современных радаров. Ранее они, как и сонары, сканировали небо узконаправленным лучом электромагнитной волны, но со временем скорость целей существенно увеличилась, поэтому было разработано специальное ноу-хау, на самом деле очень простое. Современные радары — это целые комплексы, состоящие из множества взаимосвязано работающих маленьких радаров. Направление суммарного луча зависит от фазы сигнала, а скорость сканирования равна скорости света. При этом данные системы могут эмулировать не только один, а сразу несколько мощных радаров.

Применительно к звуку на эту технологию обратила внимание британская компания 1Ltd и запатентовала ее. Но сама ничего выпустить не смогла. А вот компания Pioneer все-таки разработала такое устройство и сейчас вы можете его найти под названием Pioneer Digital Sound Projector или в аббревиатуре — PDSP-1. Изначально это позиционировалось как очень дорогое решение, поэтому изобретатели ни на что не скупились — 254 излучателя и к каждому отдельный цифровой усилитель. Цена также не маленькая — 40 000 $. Хотя если пойдет серийное производство, то она уменьшится вдвое.

Второе устройство или даже три устройства предлагает Yamaha. Они использовали технологию от 1Ltd, но решили позиционировать свои модели ближе к пользовательскому ценовому диапазону. Поэтому в базовой модели Yamaha Sound Projector-1 (или, сокращенно YSP-1) для создания фронтальных и тыловых каналов используется только 40 излучателей, а для обеспечения центрального — два СЧ-динамика. Соответственно, в итоге — 42 отдельных цифровых усилителя. Сразу с момента появления YSP-1 была объявлена цена — 1500 $. Уменьшив количество излучателей практически вдвое и выпустив YSP-800 Yamaha смогла понизить цену до примерно 700 $.

А как работают звуковые прожекторы?

На самом деле очень просто. Под плазменной панелью или телевизором вы ставите само устройство. После этого его нужно настроить. Принцип работы достаточно прост — звуковой прожектор направляет узконаправленные лучи в потолок или стены, после чего они один или несколько раз отражаются и доходят до слушателя в нужном направлении. То есть, никаких тыловых, фронтальных боковых колонок не нужно — все делается за счет отражения. При инсталляции устройства, нужно указать геометрические характеристики помещения и месторасположение слушателя. Далее все происходит на автомате или регулируется вручную. PDSP-1 может эмулировать в пространстве системы вплоть до 7.1, а YSP — до 5.1 (Dolby, DTS). В звуковых прожекторах используются небольшие по размерам излучатели, поэтому для данных систем нужен дополнительный сабвуфер. По качеству звучания это близко к стандартным вариантам дешевой акустики, но следует отметить компактность таких решений.

Подытожим

Если говорить в общем, то акустические системы для домашних кинотеатров постоянно подвергаются множеству изменений к лучшему. Это видно как и в новинке от Microlab Technologies, так и в идее звуковых прожекторов.

Рынок звукового ПО

В принципе, новинок в этом году очень мало. В основном из-за того, что класс профессиональных независимых разработчиков стал исчезающим, соответственно, нет новых толковых и хорошо оформленных идей. Интернет-каталоги переполнены большей частью студенческими поделками, что говорит об общем падении качества и застое. Хочется надеяться, что это связано с недавним всплеском спроса на программистов в области аудио со стороны брэндов, и свежие идеи мы увидим в брэндовых продуктах. Из новинок я бы отметил только одну интересную компанию…

H. G. Fortune

Ну вот мы и подошли к кульминации. Под маркой H.G. Fortune скрывается Гюнтер Хагер (Gunter Hager) из Германии. Музыкой он начал заниматься еще в далеких 70-х. Позже перешел к «электронному» творчеству, и основной тематикой его музыкальных творений были гороскопы. Кстати, увлечение многих разработчиков астрологией и подобными вещами — это уже не новость, например, достаточно вспомнить тоже немца Петера Неубакера (Celemony Melodyne — название фирмы Celemony составное от «CELEstial harMONY» — «небесная гармония»), а сам Петер долгое время возглавлял издательский дом на астрологическую тематику. Тут у нас схожая картина с единственной разницей, что Гюнтер Хагер является музыкантом, владеющим современными технологиями в области синтеза. Причем он разработал свою собственную систему алгоритмического создания композиций. В начале 90-х в его студии стояли Kawai K11, Kawai K4 & K4R, Peavey DPM V2, Juno 106, JX8P, Kawai RV4 и на этой базе он делал современную для того времени электронную музыку. Но потом пришла очередь компьютерных технологий и Хагер перебазировался на них. Одной из первых программ, действительно его поразивших была SynthEdit. Нужно отметить, что в музыкальной технике Гюнтер разбирается очень хорошо, об этом даже говорит тот период, когда он работал фрилэнс-редактором таких известных изданий как Fachblatt, Keyboards, PC & Musik, Sound & Vision. И вот в 2003-м Хагер решился на создание собственной программы, куда вложил свою «систему» по созданию композиций, она называлась «Wheel of Fortune». Ну, а дальше мы посмотрим на его разработки с позиции 2006-го года.

X-Wheel of Fortune 3 (X-WoF 3)

Этот релиз вышел совсем недавно — 19 мая. X-WoF 3 — не просто VSTi, а некий автоматический композитор/секвенсор/арпеджиатор, работающий по достаточно хитрым алгоритмам. В его состав включено восемь инструментов, среди которых Pad 1 synthesizer, Pad 2 synthesizer, Bass synthesizer, Hi Sq Synthesizer, Kick, HiHat, Perc3 to Perc5 и Variable Atmospheric Oneshot Sq. Каждый из них звучит уже в варианте законченого музыкального трека, то есть мелодии в нем генерируются автоматически или управляются вручную. В автоматическом режиме нужно просто указать музыкальный лад (в программе их предусмотрено сорок) и весь «оркестр» заиграет как нужно. Получается автокомпозитор-аранжировщик, в работу которого вы можете вносить лишь небольшие поправки.

Для синтезаторов Pad1 и Pad2 используются PCM данные с 80-ю формами волны, а банк ударных и перкуссии включает 200 инструментальных звуков.

В принципе, это очень мощная машина, которая сразу же дает превосходный готовый результат. Отдельно хочется сказать о графическом интерфейсе — высший балл, по крайней мере, это один из лучших, что я видел когда-либо. Хотя стоит отметить, что он не совсем понятен и требует некоторой расшифровки. То есть, «на лету» его освоить нельзя. В общем, великолепная программа. Вам даже не нужно вводить ноты в своем мультитреке. Просто создайте новый проект, откройте X-WoF 3 и нажмите Play.

STS-24

STS — это аббревиатура от «Space Transition Synthesizer» (если дословно, то «синтезатор пространственного перемещения»). Как видно из названия речь идет о синтезаторе звуковых текстур, падов, атмосферики. Вообще-то это все лучше услышать, чем читать текст. В общем звучание с одной стороны — вроде бы и стандартно для подобных вещей, а с другой — чтобы получить такие звуки нужно достаточно долго возиться (отстраивать) с обычными синтезаторами, продумывать алгоритмические схемы и т.п., а тут все собрано в одном интерфейсе. Очень удобная вещь, если вы занимаетесь озвучкой фильмов, игр или работаете в этом музыкальном направлении.

Кстати, STS-24 интегрирован в синтезаторы Pad 1 и Pad 2 в рамках X-WoF 3, но там нет такого количества настроек.

ProtoPlasm TSM

А это новая усовершенствованная разработка от H.G. Fortune, посвященная той же теме, что и STS-24, но очень сильно навороченная. И эта усложненная модель расширяет возможности синтезатора в плане воспроизводимых инструментальных звуков. Теперь можно услышать и привычные уху более-менее стандартные звуки, при этом есть место и для креатива.

LaserBlade

В принципе, в данном случае мы говорим о стандартной спецэффектовой обработке, типа «металлизирования». Такие звуки активно используются в кино и современной музыке. Сам модуль неплохой, но имеет очень много повторов в другом ПО.

Какие можно сделать выводы?

Немного о приятном… Цены! X-WoF 3 (39 евро до 30 июня и 49 после), STS-24 (39 евро), ProtoPlasm TSM (39 евро), LaserBlade (25 евро). Для VSTi такого качества это очень немного. Отдельно отмечу, что у всех этих продуктов есть бесплатные демо-версии и скачать вы их может по адресу.

За последние годы в алгоритмах синтеза и обработки звука абсолютно не появилось ничего нового. Поэтому, модели написания софта нужно упростить, и будущее, скорее всего, за конструкторами. Причем, имея одну и ту же элементную базу можно сделать что-то очень простое, а можно сложное и красивое, как это мы видим в продукции H.G. Fortune. То есть все зависит от уровня знаний и результатов их применения на практике.

Номинанты TEC Awards

Полный список студийной техники и лучших работ вы можете посмотреть на сайте TEC Awards, а мы сейчас выберем то, что имеет непосредственное отношение к компьютерам:

Дополнительное оборудование:

• Ampeg SVT-DI Direct Box
• Crown Xti Amplifier
• Dangerous Music ST/SR Monitor Controller
• Frontier Design Group Tranzport
• Shure E4 Earphones
• Whirlwind E-Snake 2 (ES2)

Цифровые преобразователи:

• Benchmark Media ADC1
• Digidesign Mbox2
• Focusrite Saffire
• Lavry Stereo DA10
• MOTU UltraLite
• RME AES-32

Музыкальные инструменты:

• Cakewalk Dimension Pro
• Dave Smith Instruments Poly Evolver Keyboard
• Korg OASYS
• MOTU Symphonic Instrument
• TC Electronic G-System
• VSI Vienna Instrument

Программная обработка:

• Antares AVOX Vocal Toolkit
• Digidesign Dynamics III
• Eventide Anthology II
• SSL LMC-1 Listen Mic Compressor Plug-in
• Universal Audio Precision Multiband for UAD-1
• Waves SSL 4000 Collection

Рабочие станции:

• Ableton Live 5.2
• Apple Logic Pro 7.2
• Cakewalk SONAR 5 Producer Edition
• Digidesign Pro Tools 7
• Steinberg Nuendo 3.2
• TC Electronic PowerCore PCI mkII

Очень отрадно увидеть в числе цифровых преобразователей Focusrite Saffire, это действительно, один из лучших интерфейсов. Музыкальные инструменты практически все нам знакомы, в очередной раз удивляет присутствие Korg OASYS, и еще больше удивит, если он победит в этой номинации, как это делает два года подряд в номинации «Лучший музыкальный инструмент» на церемонии m.i.p.a. (Musikmesse). В разделе рабочих станций полный разброд и шатание. Хотя понятно, что большая масса программ работает и для Mac’ов, поэтому, возможно их туда и включили. А вот Mackie/RAW Material Tracktion как всегда забыли, хотя и идейно и конструктивно, она более свежая и несомненно заслуживает внимания. В разделе программной обработки есть все шансы победить у набора Antares AVOX Vocal Toolkit.

Но общее впечатление от списка таково: сейчас достаточно активно развивается техника, а ПО стоит на месте. Ждет, пока все остальное под него подтянется. Хотя, в общем и целом, здесь достаточно правильно отображен прошлый, 2005-й год и состояние рынка в то время. Надеюсь, что в следующем году мы увидим, что хорошего было в этом.

Как экранировать колонки

Многие колонки, предназначенные для центрального канала, заранее экранированы. Но что делать если они не экранированы, как сделать это самостоятельно?

• Колонки
• Магнитопроводящий материал (сталь, труба, стакан)
• Фольга
• Клей

Для экранирования можно использовать любой магнитопроводящий материал. Это может быть сталь, обрезок трубы, стальная колба или стакан.

Но намного проще использовать обычную фольгу. Помните что фольга должна быть не алюминиевой, это проверяется при помощи магнита.

Слепите из нее конструкцию необходимой формы, для этого фольгу лучше несколько раз сложить для прочности.

Магнитную систему динамика тщательно промажьте клеем.

Подготовленную конструкцию наденьте на предварительно смазанную клеем магнитную конструкцию.

Категории

• Семья и отношения
• Домашние животные
• Работа и карьера
• Компьютеры
• Мода и стиль
• Автомобили
• Бизнес и финансы
• Еда и напитки
• Праздники и торжества
• Электроника
• Развлечения
• Культура и общество
• Образование
• Интернет
• Юридические вопросы
• Свадьба
• Кулинарные рецепты
• Недвижимость
• Красота
• Музыка
• Отдых и путешествия
• Искусство
• Увлечения
• Игры для детей
• Дом, строительство, ремонт
• Медицина и Здоровье
• Психология

2012 Ответы на самые популярные вопросы, кулинарные рецепты,
полезные советы от экспертов и обычных пользователей