Как определить параметры динамика? мерим тиля — смолла

Круги на воде

Именно такой аналогией проще всего описать характер излучения контрапертурных акустических систем, впервые разработанных в Советском Союзе в 80-х годах прошлого века. Принцип работы нетривиален: пара одинаковых динамиков смонтирована так, что их диффузоры расположены друг напротив друга в горизонтальной плоскости и двигаются симметрично, то сжимая, то разжимая воздушную прослойку. В результате создаются кольцевые воздушные волны, равномерно расходящиеся во все стороны. Причем характеристики этих волн в процессе их распространения искажаются минимально, а их энергия затухает медленно — пропорционально расстоянию, а не его квадрату, как в случае обычных АС.

Duevel Sirius сочетает элементы рупорной и контрапертурной конструкций

Помимо дальнобойности и круговой направленности, контрапертурные системы интересны на удивление широкой вертикальной дисперсией (порядка 30 градусов против стандартных 4-8 гр.), а также отсутствием доплеровского эффекта. Для динамиков он проявляется в биениях сигнала, вызванных постоянным изменением расстояния от источника звука до слушателя из-за колебаний диффузора. Правда, реальная слышимость данных искажений до сих пор вызывает много споров.

Взаимное проникновение концентрических звуковых полей правой и левой колонок создают весьма обширную и равномерную зону объемного восприятия, то есть по сути вопрос точного позиционирования АС относительно слушателя становится не актуален.

Итальяно-российская контрапертурная акустика Bolzano Villetri

Обратная сторона медали — большая опасность ранних отражений этих волн от стен и мебели, о вредоносности которых я подробно рассказывал в статье «Азы акустики для чайников: как правильно расставить колонки в комнате».

Характерная особенность контрапертуры в том, что звук, приходящий к слушателю фактически со всех сторон, хотя и создает впечатляющий эффект присутствия, не может в полной мере передать информацию о звуковой сцене. Отсюда рассказы слушателей об ощущении летающего по комнате рояля и прочих чудесах виртуальных пространств.

Контрапертура

Плюсы: Широкая зона эффектного объемного восприятия, натуралистичность тембров благодаря нетривиальному использованию волновых акустических эффектов.

Минусы: Акустическое пространство заметно отличается от звуковой сцены, задуманной при записи фонограммы.

Что это за параметр у акустических систем

Сложно спорить с тем, что качество звука – понятие субъективное. Например, потребляемую мощность в ваттах или создаваемое звуковое давление в децибелах еще можно измерить – пускай даже в специальной лаборатории.

Из этой статьи вы узнаете:

Качество аудио звука – характеристика относительная. Измерить ее невозможно: нет ни эталонных единиц, которые можно хранить в плане мер и весов, ни приборов, фиксирующих субъективные ощущения слушателя.

Это иногда становится причиной сетевых споров на компьютерных форумах или аудиофильских сайтах. Для непритязательного пользователя, да еще и туговатого на ухо, даже самые дешевые китайские офисные «пищалки» могут звучать божественно.

На качество воспроизведения существенно влияет такая характеристика как чувствительность. Это – параметр, определяющий КПД излучателей.Чувствительность звуковой колонки характеризуется как отношение звукового давления, создаваемого на определенном частотном диапазоне, при расстоянии до рабочей поверхности 1 м, при мощности 1 Вт. Измеряется этот параметр в децибелах.

Держим темп

Усиление использовалось двух различных классов: Parasound HALO, который был на порядок дороже акустики и бюджетный Onkyo серии 9000 — один из вероятных партнеров Tempus 77. Первый позволил оценить максимальный потенциал, а второй дал представление о том, что мы получим в реальной системе. Впрочем, об этом позже, а начать стоит с главного.

Доступны варианты подключения биампинг и бивайринг

Если раньше вы, как и я, уже слушали акустику Magnat и имеете сложившееся мнение — забудьте об этом. Слушать Tempus 77 лучше «с чистого листа», как акустику незнакомого бренда.

Новая модель не имеет того самого темного, густого и басовитого саунда, который запомнился мне по прежним моделям. Тональный баланс ровный, с теплой естественной серединой и небольшим акцентом на верхних частотах.

Бас не форсирован, он мягкий, немного гулкий, временами даже смазанный, но последний факт на удивление не приводит к потере контроля. Низкие ноты не сваливаются в монотонный гул, пробежка по струнам контрабаса в композиции «If I Were A Bell» в исполнении Molly Johnson весьма разборчива.

Это значит, что в НЧ области нет «горбов» АЧХ, и разработчикам удалось подавить резонансы басовых драйверов и фазоинверторов.

Расширяющийся порт фазоинвертора снижает турбулентность и сопутствующие призвуки

Интонационная точность и ритмичность звучания являются, наверное, главными отличительными особенностями звучания Tempus 77. В записи Randy Crawford & Joe Sample — «See line woman» ритмические рисунки не смешиваются и не обгоняют друг друга.

Один из самых сложных тестов — воспроизведение тяжелого металла — акустика Tempus 77 также прошла неплохо. Все, что даже на дорогих моделях воспроизводилось с той или иной долей каши, в СЧ и НЧ-диапазонах прозвучало неожиданно четко, с хорошим разделением инструментов.

Корпус колонок собран довольно просто, как это обычно делают в недорогих моделях, качество изготовления высокое

На любых записях Tempus 77 довольно натурально и объемно выстраивают звуковую сцену. Звук к акустике не привязан и выраженной направленности не наблюдается. Можно ставить колонки параллельно стене, можно направлять на слушателя — характер звука меняется минимально, а строго на оси не возникает остроты или  излишней яркости верхних

Для домашнего кинотеатра это довольно важное свойство, да и для фонового прослушивания музыки подобный эффект полезен

Виниловая отделка корпуса незатейлива, но не это главное, главное — звук!

Судя по характеру звучания, частотная и фазовая характеристики этих колонок близки к линейным. Об этом говорит и устойчивое ощущение, что перед нами модель стоимостью в 2-3 раза дороже. Только внимательно вслушиваясь в звучание знакомых треков, можно понять, что разрешение не так уж высоко и скорее соответствует заявленной цене. Богатства тембров немного недостает, но основные ноты абсолютно точны.

Общее впечатление (складывается из интонационной точности, ритмичности, натуральности и цельности восприятия) говорит о том, что Magnat действительно создали модель с исключительным соотношением цена/качество.

Инженеры Magnat смогли выжать максимум из недорогой конструкции путем совершенствования излучателей и идеального их согласования

Теперь же самое время подумать о потенциальных партнерах для Tempus 77. В нашем случае рассматривалось два варианта: усилитель, подходящий по ценовой категории, и значительно более дорогой. С обоими усилителями звук был контролируемым во всем диапазоне частот, что говорит о том, что Tempus 77 не является сложной нагрузкой. Характер звучания не менялся принципиально, но при этом разница в качестве была ощутима. Таким образом, процесс апгрейда системы можно будет растянуть во времени, начав с компонентов и закончив акустикой.

Громкость, звуковое давление — пределы и ориентиры

С громкостью все не так просто. Она относительна. Подумайте сами, ведь абсолютной тишины не существует. То есть, она в природе есть, но попадание в такое место превращается в пытку — вы начинаете слышать стук своего сердца, звон в ушах — все равно тишина исчезает.

Поэтому звуковое давление измеряется относительно некоего нулевого уровня в децибелах (дБ). Это логарифмические единицы, ведь логарифмическая шкала наиболее точно соответствует природе слуха. Если немного углубиться в теорию, нужно вспомнить эмпирически установленный закон психофизиологии Вебера-Фехнера, который описывает работу органов чувств. Согласно этому закону, интенсивность ощущения чего-либо прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. В случае звука, это — амплитуда (размах) колебаний.

И если за ноль децибел принять порог слышимости (а это, повторимся, не тишина!), то шелест листьев дает 10 дБ, поезд метро — 100 дБ, истребитель на форсаже — 125 дБ, и ненамного меньше, кстати, выдала одна девчушка, призер соревнований по громкости крика в США. В дискотечном зале громкость может достигать 130 дБ. Это при том, что 120 дБ — уже больно, а 180 — могут убить.

Разница приблизительно в шесть децибел воспринимается нами, как удвоение громкости. Добавление трех децибел на низкой частоте требует удвоения амплитуды колебаний источника звука, но на слух это замечает не каждый слушатель! Такие вот парадоксальные, на первый взгляд, данные.

Виртуальная реконструкция

Слушаем альбом Ибрагима Маалуфа. Первое впечатления — это изысканная и воздушная манера подачи с какой-то особой текучестью, прозрачностью и множеством органичных деталей, никоим образом не нарушающих общую канву произведения и эмоциональную вовлеченность в музыкальное повествование. Тембры вокала и музыкальных инструментов, макро и микродинамика хороши.

Складывается впечатление, что акустика пытается дать слушателю даже несколько больше, нежели содержится в записи — пожалуй, это один из немногих примеров акустических систем, которым это успешно удается. Виртуальная реконструкция акустического пространства замечательна, хотя временами возникает ощущение, что центр сцены расположен по отношению к слушателю чуть ближе, нежели я обычно привык слышать

Также обращает на себя внимание легкий акцент на низкие частоты, что, безусловно, понравится тем, кто привык слушать музыку на умеренной громкости

Диффузоры средненизкочастотных излучателей собственной разработки выполнены из пропитанной целлюлозы

Слушаем подборку электронной музыки и ритм-н-блюза от EISA. На особо крутых и экспрессивных пассажах, где зачастую теряются даже более мощные и крупные акустические системы, Neat Momentum SX5i играют с пульсирующей радостью и энтузиазмом ребенка, впервые вставшего на табуретку, чтобы рассказать взрослым стихотворение.

На современной музыке в особенной степени проявляется одно из ключевых достоинств Neat Momentum SX5i — глубокий, точный и контролируемый бас, который никак визуально не соотносится пусть и с напольными, но относительно скромными по размеру корпусами. Акустика по-настоящему заводит, демонстрируя удивительное чувство ритма, и даже при значительном увеличении громкости колонки не выходят из-под контроля.

Triangle Color Bookshelf

Очень симпатичные на вид колонки французского производителя Triangle исполняются в трех цветах лака — белый, черный и красный. Линейка Color выделяется ярким, жизнерадостным стилем среди всей продукции Triangle и занимает место линейки начального уровня.

Полочная модель использует твитер с титановой мембраной и СЧ/НЧ-динамик с бумажным диффузором. Вообще динамик довольно интересный, его подвес широкий, рифленый и в основе своей матерчатый. Бумажный диффузор покрыт специальным составом. Пылезащитный колпачок выполнен в виде пули. Конструкция кроссовера использует наработки от топовой линейки Magellan. Порт фазоинвертора находится на задней стенке колонки.

Полочная акустика Triangle Color Bookshelf

Запертый в ящике

С ростом мощности и улучшением параметров усилителей сверхвысокая чувствительность акустики перестала быть главным камнем преткновения, а вот проблемы неравномерности АЧХ, и в особенности правильного воспроизведения басов, стали еще более актуальными.

Гигантский шаг к прогрессу в данном направлении сделал в 1954 году американский инженер Эдгар Вильчур. Он запатентовал акустическую систему закрытого типа, и это был отнюдь не трюк в стиле нынешних патентных троллей.

Патентная заявка Эдгара Вильчура на АС в закрытом оформлении

К тому моменту уже был изобретен фазоинвертор и, понятное дело, к ящику с дном динамик тоже примеряли неоднократно, только вот ничего хорошего из этого не получалось. Из-за упругости замкнутого объема воздуха приходилось или терять существенную часть энергии диффузора, или делать корпус непомерно большим, чтобы снизить градиент давления. Вильчур же решил обратить зло во благо. Он сильно понизил упругость подвеса, переложив таким образом контроль за движением диффузора на объем воздуха — пружину куда более линейную и стабильную, чем гофр или резиновое кольцо.

В закрытом ящике движения диффузора контролируются воздухом — в отличие от бумаги или резины он не стареет и не изнашивается

Так удалось не только полностью избавиться от акустического короткого замыкания и поднять отдачу на низких частотах, но и ощутимо сгладить АЧХ на всем ее протяжении. Однако обнаружился и минорный момент. Выяснилось, что демпфирование замкнутым объемом воздуха приводит к повышению резонансной частоты подвижной системы и резкому ухудшению воспроизведения частот ниже данного порога. Для борьбы с такой неприятностью пришлось увеличивать массу диффузора, что логичным образом привело к снижению чувствительности. Плюс поглощение внутри «черного ящика» чуть ли не половины акустической энергии, не могло не внести вклада в снижение звукового давления. Одним словом, новому типу колонок потребовались усилители довольно серьезной мощности. К счастью, на тот момент они уже существовали.

Сабвуфер SVS SB13-Ultra с закрытым акустическим оформлением

Сегодня закрытое оформление применяется по большей части в сабвуферах, особенно в тех, что претендуют на серьезное музыкальное исполнительство. Дело в том, что для домашних кинотеатров энергичная отработка самых низких басов часто оказывается важнее динамической и фазовой точности на всем протяжении НЧ-диапазона. А вот объединив относительно компактный закрытый саб с приличными сателлитами, можно добиться куда более правильного звука — пускай и не наполненного сверхглубокими басами, зато крайне быстрого, собранного и четкого. Всё вышесказанное можно отнести и на счет полнодиапазонных колонок, «закрытые» модели которых изредка появляются на рынке.

Закрытый ящик

Плюсы: Образцовая скорость атаки и разрешение в низкочастотном диапазоне. Относительная компактность конструкции.

Минусы: Требуется достаточно мощный усилитель. Сверхглубоких басов на грани инфразвука добиться весьма затруднительно.

4. Диапазон воспроизводимых частот наушников

Диапазон воспроизводимых частот наушников – это те самые 20 Гц – 20000 Гц и тому подобные цифры на коробках наушников. Означают, естественно, диапазон воспроизводимых частот. Стоит сразу отметить, человеческое ухо слышит как раз стандартный частотный диапазон: 20 Гц – 20000 Гц. Но не среднестатистическое. А идеальное.

С возрастом, от шума города, от использования наушников и прочего мы начинаем слышать хуже. И чем дальше, тем серьёзнее. При этом, чаще всего страдает именно верхняя граница. Низкие мы почти всегда слышим хорошо.

Вообще, диапазон частот не несёт практически никакой информации о звуке наушников. И уж точно на его основе нет возможности сравнить разные модели. Как минимум, если он обозначен без отклонений, то есть в указанном выше виде: 20 Гц – 20 кГц (минимальная и максимальная воспроизводимая частота, соответственно). Но тут непонятно, в каких границах отклонений измерен этот диапазон.

К примеру, если указано так: 20 Гц – 20 Кгц +- 6 дБ – это уже что-то. Это значит, что кривая АЧХ наушников находится в рамках плюс минус 6 дБ (по вертикальной оси на графике АЧХ) в диапазоне 20 Гц – 20000 Гц. Как минимум понятно, что нет сильных пиков и впадин на всём диапазоне частот. Вот пример частотного диапазона:

К сожалению, диапазон с отклонениями производители указывают редко. И только в «топовых» моделях. Это из-за того, что нет общих стандартов ни для измерений, ни для указаний. По большому счёту, производитель не обязан указывать никаких характеристик (как делают те же Beats), а то что указывается во многом продиктовано модой, тем, что интересует покупателя, что на слуху.

Диапазон частот наушников какой лучше?

Как упоминал выше, качество звука наушников не зависит от диапазона воспроизводимых частот. Достаточно того, чтобы он покрывал тот самый слышимый диапазон: 20 Гц – 20 кГц. Но встречаются и расширенные динамические диапазоны, типа 5 Гц – 25000 Гц. Что это значит?

А зачем тогда это указывает производитель? Маркетинговый ход? С одной стороны – да. Но с другой стороны, это значит, что окончательные спады АЧХ начинаются только у этих дальних границ, а не раньше. В этом есть некий смысл:

• Если диапазон начинается очень низко (5-10 кГц), возможно, в данных наушниках есть приятный и качественный саб-бас.
• Расширенная верхняя граница диапазона имеет смысл для беспроводных наушников. Если коротко, то в верхней, не слышимой нами, части диапазона можно «скрыть» шум кодеков – искажения, связанные с запаковкой-распаковкой сигнала при беспроводной передаче данных.

• ТОП-10: Лучших проводных наушников
• ТОП-10: Лучших Bluetooth наушников (до 200$)

Что такое звук?

В учебнике сказано: «Колебательные движения частиц, которое распространяется в виде волн в газообразной, жидкой или твердой средах». Давайте отбросим лишнее и поговорим только о слышимом звуке (кроме него ведь еще существуют ультразвук, инфразвук и т.д.).

Звук — это, на самом деле, не движение воздуха (газа) в пространстве, а волновые, периодические изменения давления этого самого газа. Звук является волновым излучением, подчиняется соответствующим физическим законам, которые описывают его распространение и взаимодействия. Согласно этим законам мы можем описать звук по нескольким характеристикам. Возьмем основные: частота, амплитуда (форма колебаний) и скорость.

8.2 Предварительное испытание

Измерение
нормальной составляющей интенсивности звука проводят на исходной измерительной
поверхности. Если эта поверхность оказывается непригодной, ее изменяют в
соответствии с приложением .
Измерительная поверхность должна охватывать испытуемый источник.

Примечание — Предпочтительно выбирать поверхности простых
геометрических форм, представленных на рисунке .

1 — параллелепипед; 2 — полусфера; 3— цилиндр; 4 — полуцилиндр.

Рисунок 1 — Предпочтительные
исходные измерительные поверхности

Среднее
расстояние между измерительной поверхностью и поверхностью источника должно
быть более 0,5 м, за исключением участков, которые излучают незначительную
часть звуковой мощности, что доказывается испытанием. Выбранная поверхность
может иметь непоглощающие участки (коэффициент поглощения в диффузном поле
менее 0,06), такие, как бетонный пол или кирпичная стена. На этих участках не
следует проводить измерения интенсивности звука, и нельзя включать такие
участки в оценку звуковой мощности источника по формуле () (см. ).

Для оценки
стационарности звукового поля выбирают «типичную» точку измерения на исходной
измерительной поверхности и вычисляют показатель F₁для всех полос частот согласно приложения .

Если
нестационарность звукового поля превышает значение, указанное в таблице приложения , принимают соответствующие меры для ее уменьшения
(см. таблицу ).

Влияние
постороннего шума следует считать незначительным, если уровни звука А,
измеренные в пяти точках, распределенных равномерно по измерительной
поверхности, уменьшатся по меньшей мере на 10 дБ при выключении испытуемого
источника.

Примечание — Это условие не следует применять, если испытуемый
источник управляет источниками значительного постороннего шума, расположенными
вне измерительной поверхности.

Проводят
измерения уровней нормальной составляющей интенсивности звука и уровней
звукового давления в полосах частот, в которых должны быть определены уровни
звуковой мощности не менее чем в одной точке на 1 м2 и не менее чем
в 10 точках, по возможности равномерно распределенных на измерительной поверхности.

В случаях, когда
шум посторонних источников значителен и может потребоваться более 50 точек
измерения, допустимо уменьшить плотность точек до одной на 2 м2 при
условии, что обoее число точек измерения не
меньше 50. В случаях, когда посторонний шум незначителен и площадь
измерительной поверхности более 50 м2, распределяют 50 точек как
можно более равномерно (соответственно площади сегментов) по измерительной
поверхности.

Вычисляют
показатели поля F₂, F₃и F₄длявсех полос
частот согласно приложению и
вводят их в формулы, приведенные в
приложения .

Результат
вычислений позволяет определить соответствие точности измерений техническому
методу.

Если критерий 1
() не удовлетворяется во всех
полосах частот, то выполняют следующее:

а) в отчете
согласно указывают, что
погрешность определения уровня звуковой мощности в этих полосах частот
превышает погрешность, установленную в таблице для технического метода;

б) или принимают
меры согласно таблице , чтобы
увеличить (повысить) точность.

Если критерий 2
() не удовлетворяется во всех
полосах частот, принимают меры согласно .

Martin Logan Motion 15

Колонки притягивают взгляд своей изумительной натуральной отделкой и симпатичной черной стальной защитной решеткой. Крышка корпуса немного наклонена назад. Под решеткой еще один сюрприз — ленточный твитер (признак недешевого аппарата). Передняя панель колонки выполнена из анодированного черным цветом алюминия. В тон панели исполнен и диффузор длинноходного СЧ/НЧ-динамика — тоже из черного анодированного алюминия. Согласуются излучатели через кроссовер с улучшенной топологией, собранный на полипропиленовых конденсаторах и электролитах с низким коэффициентом потерь, а также вручную намотанных индуктивностях.

Полочная акустика Martin Logan Motion 15

В схеме предусмотрена термальная и токовая защита. Порт фазоинвертора выведен на заднюю стенку. Корпус АС собран из плит MDF толщиной 19 мм.

Звук Особенность колонок в том, что они совсем не любят играть на малой и средней громкости. В таком режиме работы от частотного диапазона остаются главным образом лишь СЧ, а динамика становится невыразительной.

С повышением громкости появляется быстрый упругий бас и довольно детальные верха. Однако нижняя середина все равно продолжает превалировать. Подача музыкального материала хлесткая. При этом, надо отдать должное, никаких посторонних призвуков не ощущается, даже наоборот — послезвучия порой пропадают даже там, где они должны были бы быть.

Модель склонна немного упрощать тембры инструментов. При этом очень хорошо слышен ленточный твитер, который придает характерный нежный окрас средневерхнему диапазону.

Измерения

Заметны неравномерности АЧХ в области ВЧ. Спад чувствительности в сторону НЧ довольно резкий. Направленность широкая. КНИ имеет небольшие подъемы в области СЧ, но тем не менее остается ниже 1%. Импеданс сравнительно стабилен.

Chario Syntar 516

Итальянская колонка выполнена в самом что ни на есть классическом дизайне с отделкой шпоном. Перед выпиливанием стенок корпуса плиты HDF отделываются с обеих сторон натуральным деревом. Это делает колонку более долговечной. Сборка и дальнейшая обработка корпуса производятся специалистами вручную в Италии. Готовые экземпляры тщательно тестируются на соответствие необходимым акустическим параметрам. Твитер модели Silversoft Neodium использует специальную мембрану, покрытую алюминиевым порошком, как и в колонках топовой линейки компании. Интересно, что на твитер отдана и значительная часть СЧ-диапазона — начиная с 1 кГц. Форму диффузора СЧ/НЧ-динамика, дважды выгнутую, конструкторы подбирали специально с учетом психоакустики и в течение месяцев исследований.

Полочная акустика Chario Syntar 516

Порт фазоинвертора оканчивается простым отверстием, вырезанным в днище асимметрично. Высокие резиновые ножки на днище корпуса позволяют порту работать достаточно эффективно.

Звук В звучании колонок присутствует, с одной стороны, мягкость, неспешность, а с другой — очень четкий, активный верхний регистр. Тембральная картина слегка размывается, самые мелкие детали вуалируются. И между тем АС удается достаточно точно, эмоционально передавать настроение музыкальных композиций. Бас довольно глубок и немного превалирует в общей звуковой картине. При хорошей локализации музыкальной сцене не хватает ясности, прозрачности. Это более заметно на сложных композициях. На малой громкости бас ослабевает, но звучание остается достаточно динамичным и эмоциональным.

Измерения

Наилучшая АЧХ наблюдается на углу прослушивания в 30°. Неравномерность сравнительно неплохая, ровный спад на НЧ. КНИ достаточно хорош вплоть до самых низких частот. Импеданс сравнительно стабилен.