На что влияет размер динамика

На что влияет размер динамика

НА ЧТО ВЛИЯЕТ РАЗМЕР?

Итак, задача динамика – излучать звуковые волны. Но вся беда в том, что когда мы находимся под углом к нему (а в машине чаще всего именно так и бывает), то до нас доходят как волны, созданные ближним краем его диффузора, так и волны, созданные его дальним краем. Они складываются, и их сложение, если еще не забыли школьные уроки физики, называется интерференцией.

На низких частотах, когда длины волн гораздо больше размеров самого динамика, интерференция почти не заметна, и обычно считают, что диффузор излучает одинаково на все 180 градусов. С повышением же частоты излучаемые волны будут становиться короче, и в какой-то момент они станут соизмеримыми с размерами диффузора. Вот тут и начинаются основные неприятности – сложение волн, излучаемых разными частями диффузора, будет давать о себе знать уже слишком заметно, и динамик начнет заметно проявлять свою направленность.
Проверить это на практике очень просто, например на стенде в любом магазине, торгующем аудиотехникой. Обратите внимание на то, как играет динамик, когда вы стоите строго напротив него. Теперь отойдите в сторону, чтобы видеть его под углом. Заметили, что тембр звучания на средних и высоких частотах немного изменился? Вот это как раз и есть результат этой самой интерференции. И для больших динамиков он будет гораздо заметнее, чем для маленьких.

Какой же вывод из этого можно сделать? А вывод простой: чем более высокие частоты должен воспроизводить динамик, тем меньше должны быть его размеры. Исходя из этой логики, идеальный динамик вообще должен быть точечным. Но, с другой-то стороны, чем большее звуковое давление мы хотим получить, тем большее количество воздуха динамик должен «протолкать», а для этого диффузор должен быть, наоборот, больше. Казалось бы, противоречие? К счастью, нет, потому что «толкать» большой объем воздуха приходится только низкочастотным динамикам.

Так что для того, чтобы получить полноценное воспроизведение во всем звуковом диапазоне от самого глубокого баса и до самых верхних частот, приходится использовать многополосные системы, в которых каждый динамик отвечает за свою часть частотного спектра. Но какое количество полос будет оптимальным, и какие при этом у динамиков должны быть размеры?

На низких частотах динамику приходится «двигать» большой объем воздуха, и крупные диффузоры подходят для этих целей как нельзя лучше. А вот на высоких частотах большие размеры уже могут пойти во вред, поскольку становятся сопоставимыми с длинами излучаемых звуковых волн, тут уже предпочтительнее динамики размерами поменьше. К тому же на высоких частотах диффузору приходится двигаться очень быстро, а маленькие и легкие справляются с этой задачей намного лучше больших и тяжелых.

Самое большое распространение получили двухполосные системы с мидбасами размером 6,5 дюйма. Этот калибр выбран неспроста – такие динамики уже более-менее сносно воспроизводят бас, но при этом еще не так сильно искажают среднечастотный диапазон. Одним словом, компромиссный размер.

Источник

Правда или нет? Наушники с большими динамиками звучат лучше

Выбирая наушники легко запутаться, поддавшись какому-нибудь распространённому заблуждению. Например, многие считают, что Bluetooth-наушники звучат как консервная банка, а большой размер динамика положительно сказывается на качестве звука, и руководствуются только этим при покупке. Рассказываем, на что конкретно влияет размер динамиков и что нужно учитывать при выборе наушников.

Миф 1: внутриканальные наушники не могут звучать хорошо из-за маленького размера динамиков

Любой динамический излучатель работает по следующему принципу: в центре динамика размещён магнит, вокруг него намотана катушка, по которой идёт ток от источника (смартфон или плеер). Изменение тока в катушке влияет на создаваемое ей электромагнитное поле. В результате взаимодействия двух магнитных полей (постоянного от магнита и переменного от катушки) катушка смещается и приводит в движение мембрану, чьи вибрации создают звуковые волны.

Мембрана является самой важной частью динамика, так как именно её свойства определяют качество звучания. Идеальная мембрана должна быть одновременно максимально жёсткой и лёгкой: жёсткость необходима для чёткой передачи звука без искажений и долгих затуханий, от лёгкости зависят чувствительность и уровень громкости.

Во внутриканальных наушниках используются миниатюрные излучатели с диаметром около сантиметра. Благодаря малым размерам мембрана очень лёгкая и подвижная. В то же время она жёстче, чем более крупная мембрана с такой же толщиной.

Всё это дает внутриканальным наушникам ряд преимуществ: они нетребовательны к усилению и хорошо отрабатывают резкие и быстрые звуки. Конечно, это вряд ли справедливо по отношению к дешёвым «затычкам». Но если не впадать в крайности, то можно за вменяемые деньги взять FiiO EX1. Если выбирать из более высококлассных моделей, стоит присмотреться к Master & Dynamic ME03 (обо всех нюансах данной модели мы уже рассказывали в обзоре), и с поиском отличных динамических «затычек» будет покончено.

Миф 2: чем больше динамик, тем выше качество звука

Мы рассказали о преимуществах маленьких динамиков, но какие же у них недостатки? Например, крошечная мембрана не способна приводить в движение большой объём воздуха. Из-за этого слабеет отдача в области низких частот. Казалось бы, решением проблемы может стать увеличение размеров динамика и, соответственно, его мембраны. Но всё не так просто.

Как было сказано, важнейшими свойствами мембраны являются жёсткость и лёгкость. При увеличении диаметра страдают оба параметра, что может привести к искажениям звучания. Чтобы понять, о чём речь, приведём анимации, показывающие поведение мембраны в упрощённом виде.

Так выглядит нормальная реакция мембраны на сигнал — поступательные движения, генерирующие звуковые волны:

Если уменьшить жёсткость мембраны, её поверхность начинает деформироваться во время колебаний. Деформации могут быть такими:

На высоких частотах деформации складываются, и картина получается следующей:

При таком поведении мембраны резко возрастает уровень искажений в звуке, особенно в области высоких частот. Чтобы избежать этого, производители пытаются увеличить жёсткость мембраны, напыляя на неё слой из лёгких металлов, таких как титан или бериллий. Однако подобное решение усугубляет проблему большого веса. Поэтому полноразмерные наушники с крупными динамиками обычно требуют гораздо большей мощности в сравнении с «затычками». Если источнику хватает мощности, а мембрана достаточно жёсткая, то отдача в области низких частот действительно будет лучше, чем во внутриканальных наушниках с маленькими излучателями. В противном случае низкие и высокие частоты могут хуже контролироваться и ощущаться упрощёнными: бас теряет в скорости и выраженности, верх рассыпается и становится грязным.

Всё перечисленное касается в том числе накладных наушников. Однако разработчики понимают, что большинство владельцев используют в качестве источника смартфоны, поэтому в подобных наушниках редко можно встретить излучатели диаметром более 40 мм. Одним из исключений стали Audio-Technica ATH-SR5, в которых применены 45-миллиметровые динамики собственной разработки. Такая гарнитура подойдёт тем, кто не переносит «затычки», но ищет решение для прослушивания музыки на ходу.

Миф 3: большой динамик даёт широкий частотный диапазон

Многие при выборе смотрят на указанный частотный диапазон и полагают, что его значение связано с размером динамиков. Данный подход также распространяют производители, указывая более широкий диапазон частот для наушников с крупными динамиками. Но так ли это на самом деле?

Возьмём две модели наушников: первые обладают 40-миллиметровыми динамиками с указанным диапазоном 10-30000 Гц, вторые — 70-миллиметровыми динамиками с диапазоном 4-120000 Гц. А теперь посмотрим на амплитудно-частотные характеристики (зависимость громкости от частоты) обеих моделей, полученные с одного измерительного стенда. Вот график для первой гарнитуры:

*Данные взяты с ресурса innerfidelity

В обоих случаях любые признаки звука, которые могут уловить сверхчувствительные микрофоны, пропадают на частоте около 25 кГц. Почему тогда официальные характеристики настолько отличаются от объективных измерений?

Дело в том, что в диапазоне выше 30 кГц лежат отдельные гармоники, а также искажения и шум, в незначительной степени передающиеся мембраной динамика. Чтобы включить эти данные, производитель может существенно расширить указываемый частотный диапазон.

Для потребителя это ничего не значит. Во-первых, полезной информации о звуковом сигнале такие высокие частоты не содержат. А во-вторых, человек с идеальным слухом способен слышать частоты до 20 кГц. С возрастом верхняя граница слышимости опускается, и к 30 годам большинство людей не воспринимают звук, чей тон выше 16 кГц.

Из всего этого можно сделать следующие выводы. Динамик любого размера способен охватить весь слышимый спектр частот. В свою очередь, производители могут не указывать методы измерений, а обозначить максимальное значение частотного диапазона с учётом гармоник и искажений. Никакого обмана нет, лишь грамотный маркетинговый ход.

Какие наушники выбрать

Восприятие звука всегда индивидуально и зависит от множества факторов. Однако всё же есть критерии, позволяющие отличить качественное звучание от субъективно хорошего, и они не связаны с размерами наушников, их частотным диапазоном, а иногда даже с ценой. Это хорошая отработка атак (резких и быстрых звуков), контроль и баланс низких и высоких частот, отсутствие провалов и пиков в ключевых областях частотного диапазона. Качественные наушники удовлетворяют всем этим требованиям и хорошо отыгрывают музыку любых жанров, а их подача не утомляет при длительном прослушивании.

В статье рассматривались только динамические наушники, поскольку они являются наиболее доступными и распространёнными. Технология динамиков проста и отточена, а их потенциал ограничен физическими свойствами мембраны. На сегодняшний день существуют куда более эффективные виды звуковых излучателей, такие как арматурные (со сбалансированным якорем) и планарно-магнитные. Последние являются наиболее дорогими, но планарно-магнитная технология позволяет достичь высочайшего разрешения, скорости и гладкости звучания, которые недостижимы для традиционных динамиков. Одним из последних образцов планарного семейства стали HiFiMan Edition X, они совмещают в себе все перечисленные достоинства. Как и другим изодинамическим наушникам, им нужен мощный стационарный источник, в связи с чем такой вариант подходит исключительно для прослушивания музыки дома и в спокойной обстановке. В пользу домашнего использования играют открытое акустическое оформление и высокая стоимость.

Если же нужно получить максимальное качество звучания на ходу, лучшим решением станут внутриканальные наушники с арматурными драйверами. В отличие от динамиков, такие излучатели неприхотливы к акустическому дизайну, поэтому устройства на их основе не имеют отверстий в корпусе и обеспечивают лучшую шумоизоляцию. Другие важные плюсы арматурных гарнитур — прекрасные скоростные характеристики и высокое разрешение: при прослушивании быстрой многоинструментальной музыки их отрыв от динамических моделей очевиден. Однако высокая стоимость и повышенные требования к источнику делают их отнюдь не массовым продуктом.

Чтобы не ошибиться при выборе наушников, достаточно взять свой источник, прийти в шоу-рум, где можно послушать разные модели, и оценить их на своей любимой музыке. При этом не стоит пренебрегать какими-либо видами наушников. В последнее время даже среди беспроводных гарнитур хватает сбалансированных моделей, причём вне зависимости от цены — есть недорогие KOSS BT539i, которые подойдут любителям поп-жанров, или ультимативные Audio-Technica ATH-DSR9BT, пытающиеся переманить на беспроводные стандарты аудиофилов. Важно самому слушать, анализировать и выбирать.

Источник

Тема: В чем сущность размера магнита и работа динамика

Опции темы

Я акустики не так силен как некоторые форумцы на этом сайте. Хоть я и закончил Одесскую Национальную Академию Связи, закончил факультет который далеко от изучения акустики, но просто я аматор своего дела, а на выпуске этих аматоров и пару палец много будет чтобы пречислить. Короче одним словом сейчас нету инженеров, которые были раньше.

Теперь к делу, меня интересует вопрос на что влияет размер магнита в динамике. Неужели теряется постояное поле магнита при падачи на катушку довольно большой мощности. И вообще как идет взаимосвязь магниного поля создаваемым самим магнитом и электромагнитным полем создающем в катушке, если известно что эти поля расположены перпендикулярно.

На индукцию в зазоре при определённой величине этого зазора.

На индукцию влияет «сила» магнита (характеристики намагниченности), степень насыщения железа и геометрия (толщина и ширина) зазора. ИМХО размер магнита определяет величину свободного места унутре для неонки, тфу, пардон, катушки!

ты хочеш сказать зазор между керном и самим магнитом

[ADDED=Отшельник]1135025213[/ADDED]
я вот видел динамик в акусткики B and W в которых стоят пищалки бирилион, так вот магнит в СЧ динамике выполнен из 5 липестков. Тут еще и от формы много зависит

[ADDED=Berkut]1135067667[/ADDED]
И вот сама магнитная цепь

Ну незнаю разработчики завода Акустика утверждают, что в 10ГДШ-1 индукция в зазоре 0.85 Тл.
(Berkut)
Я как вижу из твоего рисунка, то индукция принимает максимальное значение но только в верхнем и нижнем фланце. Fenyx пытался обьяснить, но я все равно не понял как поля между собой взаимосвязаны.

Разумеется понятно, что чем больше размер магнита, тем больше можно сделать магнитную индукцию в зазоре.

Но, по-моему, этот вопрос можно рассмотреть несколько в другом ракурсе.

Представьте себе, что есть две магнитные системы с похожими по свойствам магнитами и с одинаковой индукцией в зазоре, но массы самих магнитов разные.

Я думаю так. В обоих системах магнитная индукция будет одинаковая (т.к. диаметры магнитов одинаковые). Но вот стабильность магнитного поля в зазоре в варианте с тремя кольцами будет больше, чем в варианте с двумя кольцами.

К сожалению, не специалист по магнитам, но это просто предчувствие.

Поэтому думаю, что Fenyx прав, когда говорит:
>

Источник

Об мощности усилителей и колонок…

Стандарты мощности (номинальная, синусоидальная,DIN,RMS,PMPO…)

Сегодня многообразие применяемых различных стандартов измерения выходной звуковой мощности усилителей и колонок может сбить с толку любого.

Например, блочный усилитель одной из фирм 35 Вт на канал, а вот недорогой музыкальный центр с наклейкой 1000 Вт. Такое сравнение вызовет явное недоумение у покупателя! И дешевле, и мощнее! Давайте разберёмся в этом…

В России используется два параметра мощности — номинальная и синусоидальная. Это нашло свое отражение в названиях акустических систем и обозначениях динамиков. Причем, если раньше в основном использовалась номинальная мощность, то теперь чаще — синусоидальная. Например, колонки 35АС впоследствии получили обозначение S-90 (номинальная мощность 35 Вт, синусоидальная мощность 90 Вт)

Номинальная мощность — мощность при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.

Синусоидальная мощность — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно в 2 — 3 раза выше номинальной.

Западные стандарты более широки, как правило, используются DIN, RMS и PMPO.

DIN — примерно соответствует синусоидальной мощности — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с сигналом «розового шума» без физического повреждения.

RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) — Максимальная (предельная) синусоидальная мощность — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20 — 25 процентов выше DIN.

Как правило, серьезные западные производители указывают мощность своих изделий в DIN, а производители дешевых музыкальных центров и компьютерных колонок в PMPO.

Сопротивление колонок

Не стоит забывать и о сопротивлении колонок. В основном на рынке присутствуют колонки сопротивлением 4, 6, 8 Ом, реже встречаются 2 и 16 ом. Мощность усилителя будет различаться при подключении колонок разного сопротивления.

В инструкции усилителя обычно указано, на какое сопротивление колонок он рассчитан, или мощность для различного сопротивления колонок. Если усилитель допускает работу с колонками различного сопротивления, то его мощность растет с понижением сопротивления.

Если Вы будете использовать колонки сопротивлением ниже указанного для усилителя, это может вызвать его перегрев и выход из строя, если выше — то указанная выходная мощность достигнута не будет. Конечно, на громкость акустики влияет не только выходная мощность усилителя, но и чувствительность колонок, но об этом в следующий раз.

Главное — не забывать, что мощность — это только один из параметров, далеко не самый главный для получения хорошего звука!

Конструктивные особенности динамических головок

Теперь давайте попробуем разобраться в конструктивных особенностях динамиков и их назначении. Сразу оговорюсь — речь пойдет о профессиональном использовании эти круглых изделий.

Первое, на что мы обращаем внимание, взяв динамик в руки — его размер. Не маловажный фактор, но о нем позже. Далее, размер магнита. Это тоже очень важный геометрический параметр. От него зависит величина индукции в зазоре и, как следствие, чувствительность динамика. Косвенно от размера магнита зависит диаметр звуковой катушки. А от него, в свою очередь, зависит мощность динамика. Во как. Не потерялись еще?

Далее приведены данные, по которым можно оценить мощность динамика по геометрическим размерам ферритового магнита:

Важной конструктивной особенностью является высота намотки звуковой катушки. На низкочастотные динамики устанавливают катушки высотой от 16 мм и выше. Это приводит к увеличению массы подвижной системы, ухудшению воспроизведения средних и высоких частот и снижению чувствительности. Но при этом увеличивается допустимое смещение диффузора, при котором катушка не выходит из зазора, и увеличивается долговременная мощность, которую динамик способен выдержать, за счет увеличения площади теплового излучения.

Материал провода, которым намотана катушка, сильно влияет на воспроизведение динамиком средних частот. Применение алюминиевого провода, вследствие меньшей массы, увеличивает их отдачу. Динамики с медной катушкой лучше работают на низких частотах.

Вернемся к диаметру самого динамика. В профессиональных акустических системах используются преимущественно динамики с номинальным диаметром 6,8,10,12,15,18 дюймов. Редко, но встречаются размеры 5,21,24 дюйма.

Перейдем к описанию характерных свойств головок различных диаметров.

Динамик на 6″

Вследствие своих небольших размеров не способен воспроизводить низкие частоты с требуемой в профессиональной технике величиной звукового давления. В то же время, они имеют широкую диаграмму направленности в большом диапазоне частот. Поэтому 6-ти дюймовые динамики применяют для воспроизведения средних частот вплоть до 5-6 кГц. Размер рамы не позволяет устанавливать на них магнит диаметром более 134мм. Применение катушек диаметром более 2″ (50мм) разумно считается не целесообразным. Мощность лучших моделей достигает 250 Вт при условии применения специальных средств отвода тепла от звуковой катушки. Средние значения мощности 80-150 Вт. Чувствительность 94-98 дБ (1 Вт 1м). Цена хороших моделей соизмерима с ценой неплохих 15-ти дюймовых динамиков.

Динамик на 8″

Сегодня модели такого размера получили второе дыхание в связи повышенным интересом производителей к «линейным массивам». При небольших габаритах, а следовательно широкой диаграмме направленности, эти динамики уже можно заставить воспроизводить нижнюю часть спектра. Ферритовый магнит диаметром более 156мм на них не поставишь. Соответственно, катушка более 2,5″ (63мм) не встречается. Мощность — до 250 Вт. Чувствительность 94-98 дБ.
10″. Эти динамики уже можно использовать в 2-х полосных акустических системах для воспроизведения речевых программ. Если добавить НЧ систему, то можно получить добротную полнодиапазонную систему. Вообще, десятидюймовые динамики отлично работают в среднечастотном диапазоне. Существуют специализированные динамики для работы в рупорных системах с высоким звуковым давлением. Некоторые фирмы реализовывают и низкочастотные модели, но широкого применения они не находят в силу своей низкой чувствительности. На рамы диаметром 10″ устанавливают весь спектр магнитов вплоть до 220мм. Соответственно, диаметры звуковых катушек — от 1,5″ до 4″. Мощности — до 350Вт. Требуют объема в корпусе с фазоинвертором около 30 л.

Динамик на 12″

Оптимальный размер для небольших акустических систем. Хорошо воспроизводят низкие и средние частоты вплоть до 3кГц. В мире производятся как широкополосные модели, так и низкочастотные и среднечастотные. На динамиках такого размера можно реализовать небольшой по габаритам сабвуфер, при условии правильного выбора модели излучателя и правильного расчета корпуса. На сегодняшний день существует огромное количество моделей акустических систем, где 12-ти дюймовые головки установлены в рупоры для воспроизведения среднечастотного спектра. Мощности этих динамиков достигают 500 Вт. Приблизительный объем корпуса с фазоинвертором 50-70л.

Динамик на 15″

Самый популярный у нашего народа динамик. Широкополосные модели хорошо работают в 2-х и 3-х полосных системах. Активно используются в НЧ системах. Их привлекательность, на мой взгляд, объясняется относительно небольшим требуемым объемом ящика при достаточно высоком звуковом давлении во всем спектре воспроизводимых частот. Мощность — до 800 Вт. Объем — 90-120л.

Динамик на 18″

Динамик для воспроизведения низких частот. Использование в 2-х полосных пассивных системах весьма проблематично. Широко используются не только в системах прямого излучения, но и в рупорах и «бэнд-пассах». Диапазон мощностей простирается до 1000 Вт.

Следует упомянуть об относительно новом материале, который стали использовать для производства магнитов. Это — неодим. При меньших массе и размере неодимовые магниты имеют ту же магнитную индукцию, что и их ферритовые собратья. Главный недостаток динамиков с неодимовыми магнитами — их немалая цена. Второй недостаток — при ремонте динамиков, если это потребутся, их невозможно перемагнитить. И третье — магнитные системы с неодимом очень бояться перегрева. При этом они размагничиваются. По этой причине на магнитные цепи устанавливают теплоотводящие радиаторы.

О высокочастотных излучателях уже много всего написано.

Поэтому на этой теме останавливаться я не вижу большого смысла.

Скажу одно: не покупайте дешевую китайскую продукцию на рынках.

Запомните одно важное правило: хорошее изделие не может стоить дешево!

Источник