.

Основные типы колонок

Качество звучания колонок во многом зависит от их устройства и конструктивного оформления. Поэтому вна­чале рассмотрим основные типы колонок, широко приме­няемые в современных электроакустических устройствах. Прежде всего отметим, что колонки делятся по типу ящика на несколько типов: 

  • обычные, в ящике прямоугольной формы (в виде параллелепипеда); 
  • в ящике с сечением в виде трапеции или треуголь­ника (в общем, с непараллельными стенками); 
  • в шарообразном или эллипсоидном корпусе. 
Обычный ящик в виде параллелограмма с прямыми углами — самый распространенный и дешевый вид акустического оформления колонок. Главный его недо­статок заключается в заметном проявлении собственных резонансных явлений, создающих неравномерность АЧХ и ФЧХ колонки в области низких частот и ухудшающих качество воспроизведения звуков в этой полосе. Для борьбы с резонансами применяются толстые стенки и специальные сорта дерева, что резко повышает стоимость колонок. Неко­торые фирмы делают ящики из прес­сованной мраморной крошки, толстой фанеры с битумным покрытием и т. д. С этой же целью стенки колонки из­нутри обклеиваются звукопоглоща­ющими материалами - пористой ре­зиной, поролоном, стекловатой и т. д. Места стыка досок обмазываются спе­циальными материалами — неплохие результаты дает даже детский пласти­лин.
Весьма неприятным явлением ока­зывается возникновение в ящике сто­ячих волн, при которых максимумы и минимумы амплитуды колебаний как бы застывают в пространстве . Любой предмет в корпусе (вплоть до проводника, идущего к динамику), по­падая в пучность волн, может испыты­вать сильные колебания и приводить к возникновению громких лишних зву­ков. Но, прежде всего, колеблется сам корпус колонки и его части — передняя и задняя панели, боковые крышки. Для подавления стоячих волн также полезно применение звукопоглощающих покрытий и выбор рациональной формы ящика. Обычные прямоугольные корпуса в этом смысле отнюдь не самые лучшие.
Стоячие волны могут образоваться не только в объеме ящика, но и в диффузоре динамика. Для их подавления приходится тщательно подбирать материалы для диффузо­ра. К примеру, фирма B&W(Великобритания) использует для этого специальный волокнистый материал — кевлар, имеющий поперечные и продольные волокна, сплетенные подобно соломинкам корзинки. В диффузорах из кевлара стоячие волны не образуются, поскольку трение в волокнах эффективно их демпфирует.
Некоторые разработчики выпускают широкополос­ные звуковые агрегаты, у которых один-два высокочастотных динамика размещаются внутри массивного диф­фузора НЧ-динамика (коаксиальное расположение). Это исключает акустическое взаимодействие не соосных ко­нусов излучения и при выравнивании начальных фаз колебаний излучателей существенно повышает про­странственную чистоту звучания. Но такая конструкция может увеличить влияние модуляционных и интермоду­ляционных искажений. Часто такие колонки применя­ются для озвучивания салонов автомобилей, где Hi-Fiи даже High-Endкачеству звуковоспроизведения уделяют большое внимание.
Пластмассовые корпуса пока применяются лишь в дешевых колонках, не претендующих на класс Hi-Fi. Хотя нет никаких научных оснований считать, что специаль­ные сорта пластмассы будут хуже дерева, меломаны утверж­дают, что только от деревянных колонок можно получить «живое» воспроизведение звуков скрипки Страдивари, мягкие и сочные басы контрабаса и резкие, но без каких-либо примесей звуки ударных инструментов. Возможно, это и верно - дерево веками использовалось для корпусов многих музыкальных инструментов. Упругость воздушной массы в корпусе малых размеров ведет к заметному увеличению резонансной частоты НЧ-динамиков, которую получить малой и без этого трудно. Заполнение ящика звукопогло­щающими материалами (и шипами) эквивалентно увеличению его объема до 30 процентов. Важное значение имеет дно ящика или специальная Подставка под него. Ящик мощной акустической системы заметно колеблется, и передача этих колебаний полу может резкоизменить звучание низких частот. Еще хуже, если он создаст слышимое дребезжание — что не редкость. Поэтому дно ящика колонки должно быть массивным и иметь специальные звукопоглощающие стойки. Существует масса специальных подставок под акустические системы — в том числе и приподнимающие их до высоты человеческого роста — желательно расположение колонок на уровне ушей.
Разобравшись с формой ящика, отметим, что колонкиделятся еще на два типа: 
  • с закрытым наглухо корпусом; 
  • с корпусом, имеющим отверстия фазоинверторов. 
Корпус закрытого типа полностью поглощает акустическое короткое замыкание. Но, увы, в нем проявляется другой фактор, ограничивающий воспроиз­ведение низких частот, - упругость и резонанс внутреннегообъема воздуха. Из-за упругости внутреннего объема воздуха резонансная частота динамика в таком корпусе обычно заметно возрастает. Имеет значение и нагрев воздуха в моменты сжатия и изменение его акустических параметров, что создает дополнительные нелинейные искажения. Корпус должен быть прочным и иметь доста­точно толстые стенки.
В итоге, как ни крутись, а для воспроизведения частот ниже 50-60 Гц все равно нужны корпус большого размера и динамики с низкой резонансной частотой (до 25—40 Гц). Для подавления резонанса внутреннего объема корпуса и не менее вредных отражений волн от стенок ящика ис­пользуется заполнение корпуса звукопоглощающим мате­риалом - нередко внутри таких корпусов можно встретить «подушки» со стекловатой или поролоном.
Оптимальной формой ящика является шар или эл­липсоид. Однако изготовление деревянных ящиков такой формы слишком сложно и дорого. Дорого обходится и прессовка таких ящиков из волоконных материалов. Мно­гие фирмы время от времени выпускают колонки шаро­образной формы, но с литыми пластмассовыми ящиками. Скорее, это дань их необычному виду, чем улучшенному качеству звучания, — пока, помимо дерева, деревоплиты или прессованной под большим давлением фанеры, до­стойных и доступных материалов для ящика звуковых колонок нет.
Большое распространение получили колонки с акус­тическим фазоинвертором для улучшения воспроизведе­ния басов (BassReflect). Он создается отверстием в корпу­се и трубой определенного сечения и длины. Фазоинвертор выводит звуковые колебания низких час­тот, излучаемые задней стороной диффузора динамика, наружу с изменением их фазы на противоположную. В результате звуковые колебания от передней и задней стороны диффузора складываются и отдача колонки в области нижних частот заметно возрастает. Особенно хорошие результаты получаются, когда пик отдачи прихо­дится на область частот несколько более низких, чем резонансная частота динамика — это ведет к заметному выравниванию АЧХ в области низких частот. Точная регулировка АЧХ в этой области достигается изменением длины трубки фазоинвертора — удвоенная длина трубы фазоинвертора равна длине волны резонансной частоты.
Фазоинвертор чаще всего бывает один, реже применяют два фазоинвертора. Отверстия фазоинвертора могут быть выведены как на переднюю, так и на заднюю сторону колонки. В трубе фазоинвер­тора цилиндрической или квадратной формы часто возникают отражения и стоячие волны, что ухудшает воспро­изведение ударных звуков. Хорошие результаты дает выполнение трубы с плавным (например, гиперболичес­ким) изменением сечения с его овальной формой. Это улучшает эстетический вид колонок и позволяет получить меньшую нижнюю граничную частоту, чем при обычном фазоинверторе. Впрочем, от самого вида отверстия фазоинвертора качество звучания на низких частотах зависит не слишком сильно - поэтому во многих даже высококачественных колонках отверстие фазоинвертора выглядит просто как круглая дыра. Для подавления отражений и резонансов трубы можно закрыть отверстие тканью. Но это делается редко — воздушный поток у выхода фазоинвертора на­столько силен, что ткань может колыхаться, как парус на ветру, что может создать лишние призвуки. По этой причине многие фирмы делают трубу фазоинвертора с плавными обводами.
Примером колонок с корпусом открытого типа могут служить звуковые колонки SB-M20 японской фирмы Technics, показанные. Отверстие фазоинвертора у них находится сзади корпуса. Отличительная черта этих колонок — применение ВЧ-динамика со слюдяным диф­фузором, расширяющего частотный диапазон воспроизво­димых частот до 45 кГц. Номинальная и максимальная мощности этих колонок 50 и 100 Вт, частота разделения фильтра 2,5 кГц, чувствительность 87 дБ/Вт/м, сопротив­ление 6 Ом, габариты 202x324x234 мм и масса 6 кг. В колонках использован НЧ-динамик с диаметром 14 см и ВЧ-динамик с диаметром диффузора 2,5 см. Специальная форма керна магнитной системы обеспечивает равномер­ность магнитного поля на всем пространстве движения катушки, что снижает нелинейные искажения на низких частотах, где амплитуда колебаний катушки велика.
Один из способов уменьшения размеров колонок — введение в них звукового лабиринта. Он создается с помощью многочисленных перегородок внутри корпуса. Хотя лабиринт может заметно повысить уро­вень воспроизведения нижних частот, он заметно услож­няет сборку и настройку звуковых колонок. А потому применяется редко. Роль лабиринта иногда выполняют и шипы, заполняющие пространство внутри колонок, — впрочем, чаще они используются в качестве поглоща­ющих звук материалов в колонках закрытого типа. Вообще говоря, споры о том, какие колонки (закры­тые или открытые с фазоинвертором) лучше, не утихают уже много лет. Закрытые колонки с высококачественны­ми звукопоглощающими материалами обеспечивают бо­лее равномерную АЧХ в области низких частот. Но при этом их отдача существенно падает и для раскачки таких колонок приходится использовать более мощные усили­тели. Колонки с фазоинвертором позволяют легче до­биться высокой отдачи на низких частотах, но им нередко присуще некоторое бубнение на этих частотах. В конеч­ном итоге качество звучания зависит прежде всего от размера ящика колонок и тщательности проработки их акустического оформления.