Главная » Информация » Пресса о нас » 2009 » Хай-энд – это не АЧХ, а форма волны
Площ. комнаты, кв.м.
Мощ. усилителя, Ватт
Жанр музыки:

Хай-энд – это не АЧХ, а форма волны

7 апреля

Рупорное оформление динамика позволяет ему обуздать воздух – пожалуй, самый нелинейный и капризный элемент, влияющий на формирование звуковой волны в типичной комнате прослушивания. Воздух имеет массу и – наряду с электропитанием – различается в разных условиях прослушивания. Вот почему одно и то же аудио звучит иначе на шоу в Германии и в московской квартире. Фактор воздуха вносит относительность в понятие «естественная форма звуковой волны». Да и само понятие неоднозначно как неоднозначны воплощенные излучатели. Плоские панели воплощают плоский фронт звуковой волны, выпуклые – выпуклый. Споры, что есть оптимум, не прекращаются десятилетиями. Форма фронта волны воспринимается как образность и способна сообщать нам не только воображаемых исполнителей, но и звуковую сцену со всеми ее трехмерными планами. Слушателю остается лишь дать себе труд вслушаться и поверить…

Сравнительная характеристика и форма волны разных типов рупоров демонстрирует значительный разброс параметров.

Зачастую поверить мешают искажения, идущие с колонок. Искажения, известные как гармоники и интермодулляции, возникают с разворачиванием звуковой волны в комнате и становятся заметны на пиковых значениях («тычках») звукового давления (SPL). Искажения проявляются чаще как неприятные визгливые нотки с гнусавым или металлическим оттенком. Как правило, «нездоровые» ВЧ при этом влекут агрессивный бухающий низ, и вся колонка воспринимается как кошмар. Тот довод, что тут виновна сама музыка – стандартная отговорка продавца колонки. Разумеется, звук  можно эквализовать средствами помещения или системы, но рупорное оформление твитера на колонке давно признан более простым, а главное - эффективным путем.

Фронт звуковой волны на низших частотах имеет плоскую форму, на ВЧ/CЧ фронт выпуклый, почти полушарие. Соответствующее впечатление складывается о звуковых образах в пространстве. Поскольку НЧ-волна значительно длиннее ВЧ, то и скорость  различна (в пределах общей скорости звука). Низ – медленнее, инертнее. Поэтому рупорное оформление на НЧ практикуется крайне редко… если мы говорим о бытовых колонках, а не о концертных или студийных мониторах дальнего поля. Если у вас один из этих раритетов, то наверняка – с широким рупором дабы максимально снизить давление волны на стенки рупора и тем самым избежать отражений и искажений. Другое дело - рупорное оформление твитеров. Здесь существует невообразимое богатство очертаний  рупора, в особенности на участке горловины.

Дисперсия типичного экспонентного рупора значительно уступает трактриксе по ширине поля и равномерности АЧХ в «неосевом» прослушивании.


Итак, рупор – это прежде всего твитер. Звуковая волна малой длины не успевает «окраситься» гармоническими искажениями. Простейший рупор – которым некогда пользовались режиссеры и устроители митингов – это коническая труба перед источником звука. Следующая по сложности ступень – выступающий вперед экспонентный (экспоненциальный) рупор с плавным пологим и более широким раскрывом. Он дает ровный, сглаженный и приятный звук с линейной графической характеристикой, но только не на «взрывной» динамичной музыке, не на импульсах сигнала, не на высоком звуковом давлении. В этом отношении «экспонента» ничем не лучше «неоформленных» колонок с ровной «мордой». 

Иные владельцы самых простых рупорных колонок отмечают еще один малоприятный сюрприз: находясь непосредственно перед колонкой, то есть на оси излучения динамика, она слышат более грязный звук, чем несколько сместившись в сторону от оси. Это означает, что хорошие динамики здесь помещены в плохие условия и работают ниже своих возможностей.

Плоская и выпуклая формы звуковой волны на разных участках формирования в рупорах типа трактрикса и экспонента демонстрируют характер «звучания» (окрас) этих рупоров.


Здесь мы подходим к важнейшему аспекту рупора – направленности его излучения.  Рупорное решение сродни совмещению динамиков (например, ВЧ и СЧ) по оси. Такая «соосная» или полностью «совпадающая» акустика справедливо высоко оценена и индустрией, и слушателем, и добросовестными экспертами. Однако рупор – куда более грамотное и счастливое оформление для динамической головки, нежели диффузор «совмещенного» динамика. В первом случае инженер может точно рассчитать нужную конфигурацию стен и длины рупора и «вылепить» звуковую образность, как скульптор. Во втором случае инженер ориентируется на характеристики диффузора – своеобразного  рупора для динамика поменьше. Наилучшие соосные решения – как и иная плоская электростатическая акустика – как бы подвешивают динамик в воздухе, давая соответствующее представление. Но если вы признаете нелинейный фактор воздуха (плюс массу прочих факторов нелинейности в комнате и системе) – это вряд ли ваш путь. Клин клином вышибают, не так ли?   

Плоская и выпуклая формы звуковой волны на разных участках формирования в рупорах типа трактрикса и экспонента демонстрируют характер «звучания» (окрас) этих рупоров.


Размеры и форма раскрыва рупора – отдельная песня в физике. В целом, раскрыв на твитере не должен быть слишком широким. Чем ближе размер к числовому выражению длины звуковой волны, тем выше доля перекрестных искажений, тем больше рупор напоминает собой акустический фильтр высокого порядка. Задействуя воздушные массы в горловине, рупор обязан учитывать фактор трения, так называемую «вискозность». Рупор как бы регулирует сопротивление нагрузки на динамик, не давая звуковой катушке перегреваться. Чем теоретически благоприятнее условия для звуковой катушки, тем лучше динамик справляется с самой сложной музыкой, «взрывной» нагрузкой, высоким звуковым давлением.

Плоская и выпуклая формы звуковой волны на разных участках формирования в рупорах типа трактрикса и экспонента демонстрируют характер «звучания» (окрас) этих рупоров.


Рупоры подразделятся на «конечные» и «бесконечные», параболические и т.д. Поиски наиболее благополучного звучания рупора все еще продолжаются. Достоинства рупора во  всяком случае перевешивают дилеммы, стоящие перед инженером. Признано, что рупор –  более надежная простейшая альтернатива звуковому процессору или же совмещению на панели гряды одинаковых динамиков с целью достижения высокого звукового давления. Управляя отражениями волны и сопротивлением нагрузки через конфигурацию стенок рупора, инженер идет к задуманному им характеру звучания. Например, фокусируя или расширяя звуковое поле. В доме, «широко» излучающие колонки могут благополучно перебороть вторичные отражения и поразить слух исключительной чистотой и выразительностью музыки. 

это расчет параметров рупора типа трактрикса который предназначен для вставки непосредственно в текст статьи в один из последних абзацев где оставлен отступ для этой цели.


Рупорная колонка должна быть «именитой» и «брендовой». Опыт, накопленный сторонниками рупора со времен акустических опытов Вебстера в 1918-м году, позволяет создать наиболее «грамотное», сбалансированное изделие. Ведь на звук в рупорной конструкции воздействует и гравитация, и плотность материала стенок рупора, и завихренность воздушного потока вблизи колонки. Если же вы полагаете, что на сем сложности разработки исчерпаны, вы ошибаетесь. Физики-разработчики оптимального рупора были всегда озабочены наиболее «корректной» формой фронта звуковой волны при ее передаче на ухо слушателя. В 1926 году некто Войт остановился на наиболее «счастливой» концепции рупора типа трактрикса. Находку Войта быстро оценил Пол Клипш, и постепенно компания Klipsch превратила концепцию в индустрию, обставив кипой авторских патентов. Триумф рупора-трактриксы зиждется на признании выпуклой природы естественной звуковой волны... на ключевых частотах. Но это даже не полусфера, а куда более сложная кривая. Войт выразил траекторию фронта волны наглядно и оригинально. С этой целью он положил на песок кирпич, потянув его за веревку сбоку. Получилось первое в истории очертание будущего рупора. Длина и радиус рупора были найдены из длины волны и соответствовали нижней граничной (воспроизводимой) частоте в характеристике динамика. Для интересующихся вопросом, формула приняла вид: 

В отличие от своей ближней родственницы-экспоненты, рупор-трактрикса расширятся резче, раскрывается до 90 градусов, тогда как экспонента имеет угол раскрыва до 45 градусов. Практически это означает, что цена такого  эффективного «рычага управления» - большая ответственность инженера. Рупор-трактриса более эффективен в формировании убедительной образности. Строить график трактриксы сложнее, поскольку сложна и формула ее расчета. Инженеру к тому же приходится учитывать и устранять неравномерности, которые вносит всякий график непосредственно в изделие. И так - буквально для каждой точки этого типа рупора.

Сказанное не исчерпывает и даже не называет всех аспектов счастливого решения в звуковой колонке. Достаточно и того, что в следующий раз слушая музыку, вы непременно обратите внимание на образность. Реалистичны, собраны, прозрачны, трепетны ли музыканты в пространстве? Хорошо ли проявлены планы оркестра – скрипки по периметру сцены, ударные глубже по центру, солисты на авансцене… Или же все, что вы слышите, сводится к «ц-бум, ум-ца», к радиотрансляционной точке, к так или иначе неприятному малоинформативному звучанию? Зачастую ответ стоит искать не в настройке или кабелях, а в калибре инженера-разработчика ваших колонок. Не пытайтесь освоить логику его формул. В них можно благополучно утонуть.

Владимир Елбаев (по материалам Интернета)

Вернуться к списку новостей