Драйвер в автозвуке что такое
РУПОРНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ IMAGE DYNAMICS CD-1E V.2 И CD-1E MH
И даже на этой скорости ходит кругами, подолгу не долетая до нашей голубой планеты. Может, конечно, в теории черных дыр я что-то путаю, это простительно, пусть так. Но именно такие аномалии наблюдаю в распространении некоторых знаний, а эта скорость, в идеале, равна скорости света.
Придуманные американцами в конце 80-х годов автомобильные рупорные излучатели очень долго добирались до Европы, и то по большей части в багаже, а не оплаченным грузом систематических поставок. Ещё дольше – до нас (кстати, тоже в багаже, так летом прошлого года в Москву попал образец первой европейской модели РИ Ciare). И только сейчас свет немного разогнался и сошел с криволинейной траектории. В Россию стали поставляться рупорные излучатели, произведенные именно теми, кто их впервые сделал: американской компанией Image Dynamics. Обстоятельство, которое мне представляется судьбоносным. И я могу объяснить, почему. Однако начнем чуть издалека. Вы никуда не торопитесь?
РАКЕТА И ПАРОВОЗ
Первое, что при этом случается, – колоссальный рост к.п.д. Мембрана драйвера, в отличие от купола пищалки, скажем, при колебаниях преодолевает яростное сопротивление воздуха в узких каналах предкамеры, а значит, большую часть своей энергии сообщает воздуху. Дело рупора – постепенно разогнать все это до максимальной колебательной скорости, а следовательно – интенсивности звука.
А главное, продолжали инженеры, появляется источник звука без разделения полос в самой критичной голосовой области и, еще более главное, с контролируемой дисперсией. Рупор создает готовую звуковую волну, с нужными характеристиками направленности и формой прямо внутри себя.
Так появился первый автомобильный рупорный излучатель Image Dynamics CD-1. Впоследствии ставший образцом для подражания для других фирм (уверяющих, правда, что пришли к этому сами). Другие – это USD, Illuison, Veritas, Crystall, а позже – Audiobahn и Ciare.
Изделие Image Dynamics, впервые появившись, было воспринято американскими автозвуковыми гуру как панацея. Окончательное решение всех проблем. Святой Грааль. Итог развития земной цивилизации. В течение нескольких лет ни одна машина, претендующая на высокие места в соревнованиях, не отваживалась выезжать на судейскую площадку с чем-либо, кроме рупоров. Потому что именно те характеристики, которые обеспечивали рупора, наиболее высоко ставились в американской системе автозвуковых ценностей. Image Is Everyting: рупорные излучатели создавали настолько четко сфокусированную сцену, что, казалось, обычные пищалки вскоре станут чем-то вроде штатной акустики: на выброс при первом же апгрейде.
Позже пришло прозрение. Панацеи не существует. А Грааль по-прежнему ищут. Как у всего в этом мире, у рупоров есть и сильные стороны, и слабые. Заокеанские гуру разложили все по полочкам, они это умеют и любят, и если свести многочисленные оценки воедино, то вам принесут такое меню (напомним, однако, что речь идет о характеристиках, полученных без цифровой временной коррекции, в США этого не любят):
Динамика. Здесь у рупоров равных нет. Любой автомобильный рупорный излучатель чувствительнее любой автомобильной СЧ/ВЧ-головки как минимум на 10 дБ. А это означает, при равной громкости, десятикратный запас на динамические пики в звуке.
Положение по отношению к звуковой сцене. Здесь шансы примерно равны, все в руках установщика.
Локализация и фокусировка. Здесь на верхнесредних и верхних частотах рупора побеждают с разгромным счетом. Добиться сопоставимого по четкости локализации и фокусировке звучания от обычных динамиков можно, но ценой больших усилий.
Выстота звуковой сцены. Примерный паритет. Получить высокую звуковую сцену с рупорами труднее, чем при установке обычных излучателей в торпедо/стойки, и легче, чем при установке в кикпанели.
Ширина сцены. Рупора по этому показателю чаще всего уступают обычной акустике. В большинстве установок сцена не получается особенно широкой.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ ВБЛИЗИ
Большие рупора изготовлены из довольно мягкого пластика, явно родственного полиэтилену высокой плотности. По материалам фирмы, сделано это намеренно, чтобы избежать ненужных резонансов стенок. Однако у мини-рупоров материал другой, значительно более твердый и тяжелый, да и стенки куда толще. Несложные эксперименты с использованием напильника и зажигалки позволили определить: это эпоксидная смола с наполнителем, ни больше ни меньше.
У больших рупоров драйвер крепится под прямым углом в плоскости собственно рупора, а сами рупора сделаны зеркально (правый и левый). При инсталляции можно выбрать, какой пойдет направо, а какой налево, в зависимости от того, помещается драйвер сверху или он должен будет свисать с рупора вниз. У мини-рупоров драйвер крепится в плоскости рупора, поэтому они одинаковые.
На роль мидбасов мы взяли лежавшие у нас в запаснике 6-дюймовые Ciare. Они делались для аналогичного применения, и уж что касается чувствительности, то ее там – мама дорогая! (В данном случае – 1 мама дорогая = 92 дБ/Вт). И, несмотря на это, сбалансировать чувствительность удалось только при наибольшем ослаблении сигнала на рупорном выходе кроссовера.
ДАЖЕ В НЕБОЛЬШОЙ МАШИНЕ УСТАНОВКА РУПОРОВ – НЕ КАТАСТРОФА ДЛЯ ОБИТАЕМОСТИ.
НАДО ЗНАТЬ, ЧТО ЗА ЭТИМИ СЕТКАМИ РУПОРНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ, А ТО И НЕ ДОГАДАЕШЬСЯ.
ОДНА ИЗ ПРИЗОВЫХ МАШИН ФИНАЛА IASCA 2000 ГОДА. NO COMMENT, ЧТО НАЗЫВАЕТСЯ.
Измерения (Юрий ЕВТУШЕНКО)
Image Dynamics cd-1e v.2 cd-1e mh
Максимальная мощность, Вт RMS (по данным изготовителя) 100 100
Характеристическая чувствительность, дБ (2,0 В, 1м) более 97* более 95*
Диапазон частот, Гц (-3 дБ) 700 – 19000 900 – 19000
Габариты излучающей части, мм 380 х 65 245 х 50
Установочная глубина, мм 220 130
См. в тексте насчет аттенюатора.
cd-1e v.2 и cd-1e mh
Около $600 за комплект
Динамика, локализация и фокусировка,
недостижимые для обычной акустики
Своеобразный тембр звучания, возможно, потребующий коррекции
Для установки экстракласса,
на которую не жалко ни денег, ни сил
CD-1E v.2 • CD-1E mh
Конструкция 7 • 8
Частотная характеристика 8 • 8
Чувствительность 10 • 10
АЧХ НА ВЫХОДАХ КРОССОВЕРА В РАЗНЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ ЧАСТОТНОЙ КОРРЕКЦИИ. ОДИН (EQ1) МЕНЯЕТ УРОВЕНЬ НА 5 - 6 КГЦ, ВТОРОЙ (EQ2) - НА 2 - 3 КГЦ.
ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РУПОРОВ, МЯГКО ГОВОРЯ, ПРИЧУДЛИВЫ. СТАНОВИТСЯ ПОНЯТНО НАЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ EQ1 И EQ2. НА ВЕРХНИХ ЧАСТОТАХ ХАРАКТЕРИСТИКИ РУПОРОВ ПОХОЖИ, ОНИ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ДРАЙВЕРОМ. CD-1E V.2 ПОДХВАТЫВАЕТ С БОЛЕЕ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ (КАК И СЛЕДУЕТ ИЗ ТЕОРИИ).
НЕОБЫЧНАЯ (НО ЛЕГКО ОБЪЯСНИМАЯ) ОСОБЕННОСТЬ ХАРАКТЕРСТИКИ НАПРАВЛЕННОСТИ РУПОРОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ. ОСЬ ИХ ИЗЛУЧЕНИЯ – НЕ ВПЕРЕД, А ПОД УГЛОМ ОКОЛО 45 ГРАДУСОВ К ПЛОСКОСТИ ВЫХОДНОГО СЕЧЕНИЯ. ПОЭТОМУ И СТАВЯТ ИХ СТРОГО ЭТОЙ ОСЬЮ К ЦЕНТРУ МАШИНЫ.
ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРАВЛЕННОСТИ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ. ЗА РЕФЕРЕНСНУЮ АЧХ ПРИНЯТА ТА, ЧТО ПОЛУЧЕНА НА ОСИ, А ОТНОСИТЕЛЬНО НЕЁ ВЫЧИСЛЕНЫ ОТКЛОНЕНИЯ В ФОРМЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. CD-1E V.2 ПРИ ОТКЛОНЕНИИ ПО ВЕРТИКАЛИ ПРИМЕРНО СОХРАНЯЕТ ФОРМУ АЧХ ЛИШЬ ОЧЕНЬ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО, А ПРИ БОЛЬШИХ УГЛАХ ПРОИСХОДИТ ОСЛАБЛЕНИЕ ОТДАЧИ НА ВЕРХАХ. ЕГО МИНИ-СОБРАТ CD-1E MH В ЭТОМ СМЫСЛЕ ВЕДЕТ СЕБЯ АККУРАТНЕЕ.
— Чувствительность динамика. Характеристика всегда указываемая для динамика.Это можно сказать КПД динамика. Чем выше эта цифра тем громче будет играть динамик при прочих равных условиях, а громкость никогда лишней не будет :):):)
— диаметр динамика. Как правило чем больше диаметр динамика тем выше его чувствительность. см.выше. :)
— полосы динамика(колонки, аккустической системы, акустики) количество динамиков в составе акустики, которые воспроизводят каждый свои частоты.
— кроссовер.Специальная схема разделяющая сигнал на несколько полос для динамиков со своим диапазоном частот.
— компонентная акустика это у которой все полосы устанавливаются отдельно и независимо и
подключаются к общему кроссоверу.
Коаксиальная акустика- та в которой все полосы собраны вместе перед басовым динамиком.На нем же и установлен кроссовер как правило.
-поканальная система усиления. Эт система в которой у каждого динамика есть свой канал усилителя, в такой системе отсутствуют кроссоверы и все управляется процессорной магнитолой.
— мостовое включение каналов усилителя. Подключение при котором 2 канала усилителя работают на 1динамик.Мощность отдаваемая усилителем при этом возрастает в 2-3 раза.
— Силовые кабели: провода питания магнитолы или усилителей. Межблочные кабели: провода от линейных выходов магнитолы до входов усилителя. Аккустические провода: провода идущие к динамикам.
Отдельно хотел предостеречь вас от самой главной и распространенной ошибки.Самое бессмысленное занятие спрашивать в интернете как звучит тот или иной компонент и какой лучше.Не важно магнитола это, усилитель или динамики. Точно также бесполезно слушать компоненты на стенде в магазине. Это все не даст ровным счетом НИ ЧЕ ГО! Во первых уши и запросы у всех разные.То что нравится одному, будет ужасно для другого. Во вторых компонент в отрыве от конкретной машины в конкретной системе рассматривать нельзя! В разных условиях аппаратура будет звучать абсолютно по разному.
Любая покупка любой аппаратуры в какой то мере это тычок пальцем в небо и узнаете как оно заиграет только установоив все в свое авто и настроив.Совет всего один: перед покупкой постарайтесь послушать это у кого то в машине, похожей габаритами салона на вашу.
Теперь о главном! :)
Вы решили самостоятельно ставить звук в машину! Сели на диван и задумались :) А задуматься надо в первую очередь о том что хотите! Вернее насколько глубоко готовы залезть в свой кошелек и чего получить в результате. Тут рекомендую посидеть в машинах друзей и знакомых, послушать поспрашивать что и как стоит и потом определиться. Как правило классические системы формируют следующими вариантами:
— магнитола и 2 динамика сзади или спереди в дверях.
— магнитола и 4 динамика. 2 спереди 2 сзади.
— магнитола и 2 динамика спереди + саб
— магнитола и 4 динамика + саб
— прочее (поканалки, процессоры, многоусилительные системы. Либо многокиловаттные эс пи эль системы).
Лучше всего сразу реально оценить свои запросы, силы, возможности и финансы и только потом
начинать. Переделывать всегда сложнее чем делать с нуля.
1) МАГНИТОЛА. Рекомендую обойти стороной самые дешевые магнитолы. К сожалению сделаны они не надежно и их век крайне не велик. Лучше возьмите бюджетную магнитолу от брендов чем навороченую двд, тв китайскую поделку. Уверяю вас глюки и косяки приведут вас в бешенство и от радости не останется и следа.
Второй совет по магнитолам: отдайте предпочтение магнитолам с USB входом. В случае каких
либо проблем с приводом у вас всегда останется второй источник.
Ну и третий очень важный совет: проследите чтоб количество линейных выходов хватило для построения вашей системы.
Бывает 1 линейный выход на сабвуфер.
2 линейных выхода: Могут переключатся либо работать на полный диапазон либо на работу с сабом.
3 линейных выхода: 2 на полный диапазон +1 на саб.
4 линейных выхода: тоже что и предыдущее только выхода на саб 2 с возможностью переключения на полную полосу (2 фронт-2 тыл).
5 линейных выходов. 2 фронт, 2 тыл + 1 на саб.
6 линейных выходов. 2 фронт, 2 тыл, 2 саб, либо в случае процессорной магнитолы 6 линейных выходов + саб для организации поканальной системы.
Что касается сабвуферных выходов то по сути разницы не будет что 1 что 2 выхода.
На любой 1 линейный выход в принципе можно подключать 2 усилителя через разветвитель.но как
показывает практика есть риск что линейник не сможет полноценно раскачать оба усилка.
2) ПЕРЕДНИЕ ДИНАМИКИ (фронт). Тут у вас выбор только между количеством полос компонентной акустики. Коаксиальная за очень редким исключением не работает адекватно на фронте. Вам придется выбирать между 2мя и 3мя полосами. Если у вас нет планов строить поканальную систему с процессорной магнитолой, советую вам остановиться в выборе на 2х полосной системе.
Ее проще установить и гораздо проще настроить. Мидбасовые динамики ставятся в двери, желательно с доворотом на слушателя. Пищалки в оконные стойки, либо в угол окна двери.Пищалки желательно в регулируемых корзинках, чтоб можно было регулировать их направление.
3) ЗАДНИЕ ДИНАМИКИ (тыл) тут как раз вполне подойдут коаксиальные динамики. предпочтительно блины ( у них больше площадь излучения а значит и чувствительность ;) ). с полосами в них немного сложнее. Встречаются не только 2х и 3х полосные но и 4,5 и даже 6 полос! :) как правило полос там все те же 3 но по 2-3 динамика на сч и вч полосу. Из моих наблюдений оптимально 3 полосы. Больше нет смысла.При подключении от магнитолы бессмысленен подбор динамиков по мощностям. Практически любая коаксиальная или компонентная система подойдет по мощности к магнитоле. Настоятельно советую не читать заявленые мощности на динамиках, усилках, магнитолах. В реальности цифры гоораздо скромнее.;)
4) САБВУФЕР. Самый модный компонент автозвука :):):) Повод для гордости любого автомобилиста!
Сабвуферы бывают с заводским корпусом и без. Те которые без корпуса делятся на те которые расчитаны на работу в ящике и на те которые работают в аккустической полке.При этом нельзя ставить фри эйрный саб в ящик и ящичный в полку. В лучшем случае вы получите говнозвук в худшем убьете динамик.
Разновидности сабов:
— активный. саб со встроенным усилком. самый простой, незатейливый и дешевый вариант. Звук от него точно такой же самый простой, незатейливый и дешевый.
— фри эйр. Устанавливаются в полку и имеют весьма посредственный звук. годится для тех кто не хочет особо заморачиваться.
— Оформление Закрытый Ящик. просто ящик в который установлен динамик. отличается ровной характеристикой баса, скоростью баса. Но проигрывает по громкости.
— оформление ФазоИнвертор. Самое распространенное оформление. Ящик со щелью или круглыми портами. Излюбленное оформление ЭС ПИ ЭЛЬщиков. Приемущества: громкость, громкость и громкость :) В заводском оформлении им иногда не хватает скорости баса и качества. И для такого саба нужен обязательно усилитель с сабсоником (фильтром инфранизких частот) Без него есть риск порвать динамик в силу особенностей работы этого оформления.
— Оформление БандПасс. Если в двух словах это оформление в котором динамик находится внутри
ящика а наружу выходят только порты. Это оформление является самым громкоим из всех, но
вместе с тем и крайне сложным в изготовлении, расчете и настройке.Как раз изза этого
практически все бандпассы заводского изготовления имеют очень не красивый, бубнящий, гудящий
звук без какой либо атаки. Лично я ни кому не рекомендую это оформление. Оставьте его для
фанатов и спецов.
Сабвуферы бывают однокатушечные и двухкатушечные. 2х катушечным с помощью разного подключения обмоток менять незначительно харатктеристики.Или подключать сразу к 2м усилителям. такие сабы использую эс пи эльщики для достижения аксимальной мощности отдаваемой усилителем.
Также сабвуферы отличаются диаметром. Чем больше диаметр тем выше чувствительность и ниже частота работы и пожалуй ниже скорость баса. Ну и большой диаметр требует большого объема ящика который поселится в багажнике, не забывайте об этом.
Если вы решитесь изготавливать ящик самостоятельно то не хватайте тут же ножевку и шуруповерт. Потратьте время на изучение того как правильно это делать. На первый взгляд дело не хитрое, но скрывает в себе множество нюансов от которых напрямую будет зависеть результат. В частности самое главное то что каждому динамику необходим индивидуальный объем ящика и его параметры. В один ящик тыкать все динамики подрят дело не особо благодарное, по этому либо воспользуйтесь рекомендациями производителя в документах на динамик, либо сделайте расчет самостоятельно с помощью программы JBL speakershop.
Усилители бывают 1но канальные( моноблоки) 2х канальные, 4х канальные, 5ти канальные.
Сперва поделюсь с вами одной небольшой хитростью на которую многие не обращают внимание.
Все усилители расчитаны на работу с определенным сопротивлением нагрузки. Боевыеусилители в
расчет брать не будем. Они для спецов, им моя статья нах не нужна :):) Все обычные усилки работают с 2х омной нагрузкой на канал и 4 ом при соединении каналов в мост.Меньше сопротивление подключать опасно для усилка. Больше можно но усилитель не сможет работать на полную громкость.Так вот. Подавляющее большенство акустики на рынке имеет сопротивление 4ом! А это значит в обычном включении на 1 канал мы можем совершенно спокойно повесить по 2 динамика! например есть фронт и тыл.Совершенно не обязательно брать 4х канальный усилитель. Достаточно 2х канального :) Единственный минус- отсутствие регулировки баланса фронт-тыл.
— моноблоки. Бывают сабвуферные и с полной полосой. используются как правило для работы с мощными сабами.
— 2х канальные усилители. Применяют как для работы с фронтом, тылом так и соединяют в мост
для работы на сабвуфер.
-4х канальные. Как правило 2 канала соединяют в мост для саба. Оставшейся парой каналов качают фронт, тыл.
-5ти канальные. Этакий универсальный вариант. 4 канала для фронта-тыла и 1 канал более мощный на саб.
Также усилители делятся на классы работы.Самые распространенные: А, АВ.D класс. Принцип работы у этих усилителей разный, но главное что нас интересует это то, что они имеют разный КПД.
А класс. используется в основном специалистами SQ такие усилки имеют большой нагрев, большие габариты и низкий КПД порядка 20-30процентов если не ошибаюсь.
АВ класс. Самый распространенный среди усилителей. средние размеры, средний нагрев, КПД порядка 60процентов.
D класс. Цифровые моноблоки. Большая мощность, маленький размер, небольшой нагрев, КПД до 85-90 процентов. Минус в том что за редким исключением D класс не может воспроизводить высокие частоты изза особенностей свой конструкции и могут работать только на сабвуфер.
Самый главный вопрос: как подобрать по мощностям динамики- усилители. Чтоб и работало на всю и не горели динамики. К сожалению это не просто. Производители практически никогда не указывают верную мощность. Тут могу посоветовать только одно: на форумах узнать у людей примерную РЕАЛЬНУЮ максимальную мощность выбираемых динамиков и усилителей и подбирать либо равные по мощности компоненты либо чтоб динамики были чуть мощнее.
Тут все немного проще чем кажется. Во первых сразу хочу развеять миф о бескислородной меди. ВСЯ медь используемая в проводах является бескислородной и только такой! Медь насыщенная кислородом очень хрупка и она крошится. соответсвенно для проводов физически непригодна. В общем реклама и не более того.Зато появилось другое технологическое решение. Обмедненный аллюминий. аллюминиевый провод с медной оболочкой. Практически все бюджетные rомплекты подключения усилителей состоят из таких проводов. их легко отличить по белесому срезу и легко отламывающихся жилках. В принципе такой провод будет работать но его характеристики существенно хуже чем у медного. Он даст больше просадок на пиках потребления. В общем советую вам использовать провода содержащие чистую медь.Как силовые так и акустические.Сечение силовых проводов можно подобрать по этой табличке.
Ток потребления лучше считать суммой номиналов предохранителей усилителей, чтоб был запас.
Сечение акустических проводов можно посчитать примерно так:
D=(Pmax/U)/10
где D — диаметр кабеля в, Pmax — максимальная мощность потребителя, в данном случае динамика (либо же максимальная мощность усилителя на канал). Лучше для расчета брать большее значение, дабы обеспечить запас для дальнейшего роста.
U — напряжение сети, т.е. 12В.
К межблочным проводам есть еще одно требование кроме чистоты меди. надежное экранирование. чем качественнее выполнено экранирование межблоков тем меньше помех они наловят. Я бы посоветовал для установки в систему использовать бюджетные линейки межблочников брендовых фирм.
Отдельно упомяну сложные поканальные процессорные системы которые являются высококачествеными системами воспроизведения звука.И системы расчитаные на максимальное звуковое давление.И то и другое профессиональный высший пилотаж. Настолько высший что как правило в повседневной жизни оно и нафиг не надо :) В обоих случаях не звук для машины а машина для звука :) Такие системы как правило строят профессионалы и знатоки.
В те благословенные времена, когда вершиной развития сar audio считалась автомагнитола с двумя ручками, а самые продвинутые поборники течения хвастались роскошным звучанием FM-радио, была сделана первая попытка унификации. Был предложен ISO-разъем — вернее, разъемы. Их быстро взяли на вооружение, например, в Volkswagen Group. С тех пор ISO 10487 (а затем и mini ISO) применяется для подключения головных устройств формата 1 или 2 DIN во множестве автомобилей.
Головное устройство с разъемом ISO
CAN-шина: ты помнишь, как все начиналось?
Функции CAN-шины
Лет 10 назад этот универсальный сетевой вариант передачи данных уже использовался в моделях Audi, Mercedes-Benz, BMW, Volkswagen, Skoda, Toyota, Opel, Ford, Nissan, Suzuki, Mitsubishi, Honda, Porsche, Citroën, Peugeot — список можно продолжать. Поддержка CAN документировалась для многих головных устройств. Правда, договориться о полной стандартизации CAN было трудно — например, различные компании даже применяли разные разъемы для подключения к этой шине.
OEM car audio: одно для всех.
Но вот беда: скорость морального устаревания мультимедийной электроники — в частности, car audio — раза в три превышает этот параметр для автомобилей, в которые она устанавливается.
К моменту покупки новенькой модели авто, на разработку, доводку, испытания и сертификацию которой ушел не один год, вы уже получаете устаревшее головное устройство. С унылым рыхлым изображением на экране, скучными тормознутыми интерфейсами и — самое главное — совсем не то, какое хотелось бы именно вам.
Интернет полон предложениями по замене штатных головных устройств
Революционная ситуация в мультимедийной OEM-комплектации автомобиля назревает и ширится. Не будем рассказывать об инсталляторах, которые выкорчевывают устаревшие уже на момент производства компоненты и заменяют их альтернативными, используя полукустарные переходные интерфейсы.
Комплект из головного устройства и съемного планшета Pioneer STH-80BT
Вот, например, предложение от Pioneer: комплект STH-80BT (головное устройство Pioneer SPH-T20BT и съемный планшет SDA-80TAB). Отстыковываемый планшет в нем используется и самостоятельно, и как панель управления и хранилище данных для головного устройства.
Будущий интерфейс — у вас в кармане
Эта конфигурация не нова. Время от времени такие модели появляются у различных брендов — известных и не очень. Они радуют своего владельца, пока тот не роняет планшет на асфальт рядом с машиной — и все.
Пока такая система имеет все тот же недостаток: планшет — он хоть и съемный и вполне приспособленный для самостоятельной работы, но с собственным уникальным разъемом и способом крепления. То есть другой моделью его заменить нельзя.
Как только возникнет универсальный интерфейс, к которому можно будет подстыковать практически любое устройство (планшет или смартфон), можно будет считать, что революция в car audio состоялась. Причем под car audio, как мы понимаем, нынче может подразумеваться нечто гораздо большее: от навигации и сигнализации до интернет-сервисов Hi-Res.
Sony XSP-N1BT — ресивер-кредл смартфона. Есть и такой
Один из ключевых моментов будущей системы зависит от создания унифицированной шины цифровых данных (об аналоговом аудио в автомобиле мне почему-то говорить не хочется). Эта автомобильная шина данных должна учитывать как позитивный, так и негативный опыт ISO, СAN и всех прочих.
Шина данных Automotive Audio Bus, как вариант светлого будущего
A²B (Automotive Audio Bus) — это двунаправленная шина цифрового аудио с высокой пропускной способностью. A²B может передавать данные I2S/TDM/PDM. Кроме того, в тот же витопарный неэкранированный кабель поступает управляющая информация I2C, а также сигнал таймера и питание.
Система поддерживает полосу пропускания до 50 Мбит/с и готова работать с цифровым аудио на частоте 44,1 кГц или 48 кГц — причем доставка данных на все узлы происходит одновременно. Общая задержка в A²B — менее 50 мкс. Для A²B готовы типовые схемы основных узлов и даже среда графического проектирования систем на ее основе — Sigma Studio.
Четырехканальный усилитель с процессором (блок-схема)
Естественно, готова и типовая элементная база. Это микросхемы Analog Devices. Например, трансивер AD2428 обеспечивает сигналами до 10 ведомых устройств, но может работать и как подчиненное устройство.
Аудиомодуль SHARC (ADZS-SC589-MINI) — расширяемая аппаратная/программная платформа, с помощью которой можно реализовать процессоры эффектов, многоканальные аудиосистемы, MIDI-синтезаторы и многие другие аудиокомпоненты на основе DSP.
Автомобильна система активного шумоподавления (блок-схема)
Основой системы car audio на базе A²B станет головное устройство на базе специализированного чипсета. Отдельно реализованы системы подготовки сигнала для референсного 4-канального усилителя, сабвуферного усилителя, система автомобильного шумоподавления на принципах, используемых в наушниках ANC, и даже модуль аварийного вызова помощи на дороге.
Понятно, что A²B — не единственный современный вариант создания автомобильного комплекса, но, судя по всему, от систем с общей шиной данных уже никуда не уйти. И самое главное: такие решения позволят более гибко соответствовать запросам пользователей — нас с вами. А это очень даже не плохо.
В прошлый раз мы разобрались, по крайней мере, в общих чертах, в конструкции динамика. Основные ее элементы — общие для всех типов динамиков, но главное, как всегда, кроется в различиях. О них и стоит рассказать подробнее.
Широкополосник
Частотный диапазон, воспринимаемый человеческим слухом, как уже говорилось, находится в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Логичнее всего было бы иметь такой динамик, который способен воспроизвести его полностью. И такие динамики есть. Они называются широкополосными.
Вопрос в том, насколько качественно они способны работать в крайних значениях частот этого диапазона. Дело в том, что для эффективного воспроизведения низких частот диффузор классического динамика должен иметь достаточно большие размеры. Например, для частоты 40 Гц его диаметр должен быть около 30 см. Это достаточно просто реализовать.
Широкополосный динамик ScanSpeak 10F/4424G00
Применяемые в аудиофильских системах широкополосники — предмет серьезных инженерных разработок, граничащих с искусством. Здесь используются материалы с максимально возможными параметрами, ноу-хау, позволяющие все-таки получить полнодиапазонный драйвер.
Широкополосный динамик Lii Audio 2PCS Fast-10
Наиболее проблемным для широкополосного динамика является воспроизведение крайних частот слышимого диапазона. Если широкополосник способен работать в диапазоне 60–16000 Гц с неравномерностью ± 10 дБ — это уже неплохой результат.
При этом в связи с простотой конструкции и отсутствием фильтров (кроссоверов) акустическая система с широкополосником способна демонстрировать высокую чувствительность — от 90–92 дБ и выше. Это делает колонки с широкополосными динамиками особо востребованными среди любителей ламповых усилителей, имеющих, как правило, ограниченную мощность.
В связи с этим голосовые катушки таких широкополосников обладают повышенным сопротивлением. Общепринятые значения для всех остальных динамиков, предназначенных для установки в акустические системы — от 2 до 8 Ом.
Кроме того, именно широкополосный динамик максимально приближен по своим параметрам к точечному источнику звука — идеальному акустическому объекту с точки зрения его локализации. Направление на источник в таком случае определяется слушателем максимально точно. Такой излучатель позволяет создать самую точную стереосцену (звуковую сцену), поскольку источник звука в стереоканале — всего один и он имеет минимальную площадь.
С другой стороны, простейшая колонка с широкополосником — самое дешевое решение, но говорить о полнодиапазонном воспроизведении в этом случае не приходится.
Твитер
Понятно, что, если трудно воспроизвести весь диапазон одним излучателем, есть смысл разделить этот диапазон на несколько частот, в каждой из которых будет работать отдельный динамик. За верхние частоты в этом случае отвечает твитер (пищалка).
Этот динамик должен иметь диффузор (мембрану) небольшой площади, но достаточно жесткий и максимально легкий, ведь полоса излучения твитера, в большинстве случаев, не ниже 1,5 кГц. Среди динамиков наибольшее распространение получил купольный твитер. В нем центральное тело диффузора или элемент, который в полноразмерном динамике называется пылезащитным колпачком, занимает практически всю площадь излучающей поверхности.
Твитер колонки Apple HomePod
Мембрану купольного твитера чаще всего делают из ткани с пропиткой, повышающей ее жесткость. Применяют и более жесткие материалы, лучшим из которых по праву считается бериллий.
Твитер с алмазной мембраной Seas Excel E0100-04
Второе требование к твитеру — повышенная верхняя граничная частота воспроизведения. В оптимальном случае она должна превосходить верхний частотный порог слышимого диапазона, т.е. быть выше 20 кГц. Казалось бы, зачем выше, если на этих частотах мы уже не слышим ничего?
Расширенный вверх предел частотного диапазона позволяет твитеру воспроизводить так называемые верхние гармоники, формируя максимально точное звучание высоких частот. До какого предела должен иметь возможность работать твитер — а зачастую высказываются мнения о величинах в 40, а то и в 60 кГц — вопрос, являющийся предметом дискуссий.
Названные два требования к конструкции твитера являются взаимоисключающими. Для понижения резонанса необходимо делать мембрану большего размера и веса, а для повышения верхней границы АЧХ — наоборот. Выход — максимальное соотношение жесткости и массы мембраны твитера, за которое и идет технологическая борьба.
Среднечастотный динамик
Динамик, который играет средние частоты (его еще иногда называют мидренч или, правильнее, мидрейндж — этот термин, от английского midrange speaker, пришел из автозвука), обычно наиболее близок по конструкции к классическому динамику. Важно, что этот динамик воспроизводит именно тот диапазон частот, в котором располагается человеческий голос и на котором наш слух особенно чувствителен к искажениям.
Пример поведения динамика, замеры получены лазерным интерферометром
Ахиллесовой пятой среднечастотника является эффект появления специфических деформаций диффузора — так называемой изгибной волны, когда периферическая область диффузора не успевает за движениями центральной зоны, где крепится голосовая катушка. То есть разные зоны диффузора (кстати, расположенные, как правило, пятнами, а не концентрически, как следовало бы из логики процесса) колеблются не синфазно — одни участки отстают от других.
Среднечастотный драйвер Morel SCM 634 с карбоновым диффузором
Для колонок высокого класса конструкция диффузоров — важнейший момент. В экзотических вариантах среднечастотники (так же, как и твитеры, но гораздо реже) получают диффузор из бериллия. Но гораздо чаще в среднечастотниках можно видеть диффузоры из композитных материалов на базе углеволокна, стекловолокна, кевлара, древесного волокна или классической целлюлозы.
НЧ-драйвер
Низкочастотный динамик часто еще называют вуфером. Для практически любого класса акустических систем вуфер, естественно, является самым большим по площади излучателем. Для низкочастотника предпочтительным является полностью поршневой режим работы, когда диффузор движется возвратно-поступательно, как единое целое.
Здесь проблема решается еще более радикально, чем в случае со среднечастотным драйвером. Диффузор делают максимально жестким, даже за счет его утяжеления. Дело в том, что на низких частотах наш слух наименее чувствителен к искажениям. И в случае, когда для диффузора вуфера прежде всего важна амплитуда колебаний, ради жесткости идут на увеличение веса.
24-дюймовый басовый динамик в сабвуфере Pro Audio Technology
Масса подвижной системы многих крупных сабвуферных динамиков может достигать 200 г и более. Диффузоры в некоторых случаях получают пространственную конструкцию наподобие самолетного крыла из многослойного композита с заполнением внутренних полостей легкими ячеистыми или сотовыми структурами.
Для аудиофильских систем массу диффузора низкочастотного драйвера по-прежнему стараются минимизировать, поскольку натренированный слух не любит низкочастотных искажений, равно как и всех остальных.
Причем амплитуда колебаний у вуферов — самая большая среди всех перечисленных динамиков. Для этого они оснащаются так называемой длинноходовой (удлиненной) голосовой катушкой. Внешний подвес делается из резины. Все это позволяет диффузору иметь очень большую экскурсию — так называют смещение диффузора от центральной точки.
Коаксиальные драйверы
В двух- трехполосной колонке твитер, среднечастотник и низкочастотный динамик устанавливаются отдельно, то есть, они разнесены в пространстве. Это является серьезным недостатком. Наш слух, который легко определяет направление на источник звука, бывает обманут тем, что средние частоты и высокие частоты поступают практически из разных точек.
Направление на низкочастотный излучатель определить труднее, но тем не менее его удаленность также вносит свою лепту. В результате, такая геометрия колонки ухудшает восприятие стереообраза.
Строение коаксиального драйвера KEF UniQ
Широкополосный динамик, о котором написано выше, просто в силу физики процесса имеет ограничения как по максимальной мощности, так и по частотному диапазону. Кроме того, для широкополосного динамика неизбежна высокая неравномерность АЧХ (выше 10–20 дБ), которую практически невозможно, да и нет смысла компенсировать электроникой либо акустическим оформлением.
Выходом из этой ситуации стал коаксиальный драйвер. На первый взгляд, такой совмещенный динамик выглядит достаточно просто. В двухполосном варианте твитер расположен в центре низкочастотного динамика — традиционные размеры пищалок вполне для этого подходят. Но с инженерной точки зрения такая конфигурация резко затрудняет разработку (расчет) и изготовление подобной системы.
Специализированные динамики
Воспроизведение звука в условиях, отличных от комнатных, требует применения динамиков, учитывающих эту специфику в свей конструкции. Динамики ландшафтного, шахтного, морского применения должны выдерживать повышенное содержание пыли, способной проникать в магнитный зазор, длительное солнечное излучение, повышенную влажность, воздействие морской соли и других негативных факторов. Для этого в конструкцию вносится серьезные изменения: выбираются материалы, защищаются уязвимые элементы.
Динамики наушников
Для наушников прежде всего пришлось разработать миниатюрные динамики: калибром от 6 до 12 мм для внутриканальных и до 50–60 мм максимум — для накладных моделей. В подавляющем большинстве случаев это широкополосные драйверы. Малый размер облегчает им задачу воспроизведения полного диапазона.
С другой стороны, производство осложняется именно минимальными размерами. Чаще всего диффузор такого динамика сделан из синтетического материала, хотя целлюлоза и другие натуральные волокнистые материалы тоже могут присутствовать. Ввиду требований компактности и низкого веса именно в наушниках наиболее часто используются неодимовые магниты, благодаря которым динамики могут демонстрировать высокую чувствительность — до 120 дБ и выше.
Динамик наушников Apple EarPods
Специфика применения требует, чтобы динамики наушников имели повышенное сопротивление. И если звуковые катушки динамиков акустических систем имеют сопротивление от 2 до 16 Ом (чаще всего от 4 до 8), то динамики наушников имеют сопротивление не ниже 16 Ом, а максимальное значение может достигать 600–800 Ом для профессиональных моделей.
В отдельных моделях наушников, даже внутриканальных, могут использоваться раздельные динамики для разных полос частот — но это редкий случай. Чаще встречается совместное применение излучателей разных типов — динамических и арматурных.
Нет, речь пойдёт вовсе не о крупнейших млекопитающих. KIT в нынешних реалиях – это набор или комплект чего-либо, в том числе и для творчества. На просторах Интернета случайно (а, может, наоборот – совсем не случайно?) мне попался весьма интересный образчик творчества китайских умельцев – ламповый линейный усилитель для car audio. Устройство выглядело многообещающе, поэтому было немедленно закуплено (цена показалась необременительной), и уже через пару недель попало на редакционный измерительный стенд.
Любопытство – не порок…
(народная мудрость)
КОНСТРУКЦИЯ
Схема усилителя считывается с монтажа на раз. Классический усилительный каскад по схеме с общим катодом, выполненный на китайском двойном триоде 6N8P, клоне отечественной октальной лампы 6H8C (которая, в свою очередь, клон 6SN7). Ну и семейка, запутаешься, кто от кого произошёл…
Далее привожу портрет в общих чертах. А мелкими штрихами к портрету займёмся по ходу дела.
Усилитель без цепей питания. Всё по уму: антипаразитный резистор в цепи сетки, катодный резистор автоматического смещения заблокирован конденсатором, фильтр в цепи анода, резисторы утечки. На входе нет разделительного конденсатора, поэтому постоянной составляющей в сигнале быть не должно. А если есть – придётся добавить конденсатор
Смыть флюс придётся обязательно, потому что для безопасного применения в автомобиле печатную плату необходимо покрыть лаком – анодное напряжение составляет 250 В, и в холодное время года конденсат сможет доставить немало неприятностей. Для получения этого напряжения к базовой плате предусилителя на стоечках пристроили импульсный преобразователь.
Постоянное напряжение накала (ну не переменное же делать?) стабилизировано. Стабилизатор LM2576 и многооборотный резистор для точной подстройки указаны стрелками. А оксидные конденсаторы фильтра пришлось уложить плашмя, иначе плате преобразователя не было места. Не по феншую, согласен – зато дёшево, надёжно и практично
Какими резонами руководствовались разработчики, выбирая лампу – мне неведомо. Но я могу предложить свои. Межэлектродные расстояния в лампах октального типа довольно велики, в этом есть и плюсы, и минусы.
- Очевидный плюс: невысокая межэлектродная ёмкость (правда, для звуковых частот это несущественно);
- Неочевидный плюс: относительное изменение межэлектродных расстояний при вибрации сетки невелико, поэтому паразитная модуляция сигнала минимальна;
- Существенный минус – малая крутизна, и, соответственно, усиление.
Наконец, лампы с октальным цоколем родились в своё время именно благодаря автомобильным приёмникам, и напряжение накала 6,3 В – прямое следствие шестивольтовой бортовой сети тех лет. Правда, тогда баллоны ламп для повышения надёжности делали металлическими, но мы кувалдой размахивать не будем. По крайней мере, до завершения измерений – вдруг девайс окажется годным?
ИЗМЕРЕНИЯ
Завидная АЧХ, завал на частоте 10 Гц – 1 дБ, на 22 кГц – 0,5 дБ. Для надёжности измерения проведены через 10 дБ при трёх уровнях входного сигнала: 1В, 315 мВ, 100 мВ. Исходя из искажений, чувствительность следует принять равной 0,2-0,5 В, дальше начинается рост искажений, хотя и при 10 В на выходе они ещё не криминальные – примерно 1,5%. Усиление – ровно 10 раз, но его можно снизить, удалив блокировочные конденсаторы в цепи катода. Искажения при этом также снизятся за счёт действия местной отрицательной обратной связи
Искажения представлены практически одной только второй гармоникой. Гармоники более высоких порядков (третья и четвёртая) на 15-20 дБ ниже, и их можно не принимать в расчёт. Пятая и последующие гармоники попросту не обнаружены. Так что приводить график смысла нет, на нём лишь два пика (сигнал и вторая гармоника), и мелкий частокол шумов внизу. При выходном сигнале 5 В уровень шумов (невзвешенный) примерно -72…-75 дБ.
Зависимость уровня гармоник от уровня сигнала на выходе в логарифмическом масштабе линейная, снята для частот 100 Гц, 1 и 10 кГц. Для частоты 100 Гц наблюдается подъём графика при малых уровнях сигнала – но это не обязательно продукты искажений. Скорее, это тепловые шумы катода, спектр которых сосредоточен именно на низких частотах
ЛИЧНЫЙ ОПЫТ
Благодаря диджейскому микшеру Gemini представилась возможность провести сравнительную экспертизу звучания с быстрым переключением. Сигнал от источника на усилитель мощности подавался либо через тестируемый предусилитель, либо в обход. Усиление выравнивалось регуляторами микшера.
Ток потребления 0,5 А, тепловой поток от лампы незначительный – меньше, чем от ламп пальчиковой серии.
МЁД И ДЁГОТЬ
Читайте также: