Изодинамические колонки. Изодинамические излучатели: принцип работы, преимущества и особенности конструкции

Как работают изодинамические излучатели звука. Каковы их преимущества перед обычными динамиками. Какие особенности конструкции нужно учитывать при создании изодинамических излучателей. Почему они обеспечивают высокое качество звучания.

Что такое изодинамический излучатель и как он работает

Изодинамический излучатель — это тип акустического преобразователя, в котором звук создается за счет колебаний тонкой пленочной мембраны, расположенной в магнитном поле. Основные элементы конструкции:

• Тонкая пленочная мембрана (обычно из майлара толщиной 5-8 мкм)
• Токопроводящая дорожка на поверхности мембраны (алюминиевая или медная фольга)
• Система постоянных магнитов, создающая магнитное поле

Принцип работы следующий:

1. На токопроводящую дорожку подается аудиосигнал
2. Взаимодействие тока в дорожке с магнитным полем вызывает колебания мембраны
3. Колебания мембраны создают звуковые волны

Преимущества изодинамических излучателей

По сравнению с традиционными динамиками, изодинамические излучатели обладают рядом важных преимуществ:

• Очень низкая масса подвижной системы (мембраны), что обеспечивает высокую точность воспроизведения
• Равномерное распределение движущей силы по всей поверхности мембраны
• Отсутствие искажений, связанных с деформацией диффузора
• Высокая линейность характеристик
• Широкий частотный диапазон
• Отличная импульсная характеристика

Благодаря этим свойствам, изодинамические излучатели способны обеспечить очень чистое и детальное звучание, особенно в области средних и высоких частот.

Особенности конструкции изодинамических излучателей

При создании изодинамических излучателей необходимо учитывать ряд важных конструктивных моментов:

• Выбор оптимальной толщины и материала мембраны
• Способ нанесения токопроводящей дорожки (травление, напыление, приклеивание)
• Конфигурация магнитной системы для создания равномерного поля
• Обеспечение необходимого зазора между мембраной и магнитами
• Демпфирование мембраны для устранения резонансов
• Согласование импеданса с усилителем

Правильный учет этих факторов позволяет добиться максимального качества звучания изодинамического излучателя.

Применение изодинамических излучателей в акустических системах

Изодинамические излучатели чаще всего используются в следующих случаях:

• В качестве высокочастотных и среднечастотных излучателей в Hi-Fi и High-End акустике
• В наушниках премиум-класса
• В студийных мониторных системах
• В специализированных акустических системах, где требуется высокая точность воспроизведения

При этом для воспроизведения низких частот обычно применяются традиционные динамические головки, так как изодинамические излучатели имеют ограничения по амплитуде колебаний на НЧ.

Проблемы и ограничения изодинамических излучателей

Несмотря на очевидные преимущества, у изодинамических излучателей есть и некоторые недостатки:

• Сложность и высокая стоимость производства
• Низкий КПД, требующий применения мощных усилителей
• Ограниченная амплитуда колебаний мембраны
• Сложность обеспечения равномерной АЧХ во всем диапазоне
• Чувствительность к перегрузкам

Однако при грамотном проектировании эти недостатки можно в значительной степени минимизировать.

Современные технологии изготовления изодинамических излучателей

За последние годы технологии производства изодинамических излучателей значительно усовершенствовались:

• Применение новых материалов для мембран (графен, нанотрубки)
• Использование сильных неодимовых магнитов
• Оптимизация формы токопроводящих дорожек
• Компьютерное моделирование для расчета параметров
• Лазерная резка и прецизионная штамповка деталей
• Автоматизированная сборка и контроль качества

Это позволило существенно улучшить характеристики и надежность изодинамических излучателей, а также снизить их стоимость.

Перспективы развития изодинамических излучателей

Изодинамические излучатели продолжают активно совершенствоваться. Основные направления развития:

• Расширение частотного диапазона в область НЧ
• Повышение чувствительности и КПД
• Уменьшение габаритов при сохранении качества звучания
• Создание полностью плоских акустических систем
• Применение в системах объемного звучания
• Интеграция с цифровыми технологиями обработки сигнала

Все это говорит о том, что у изодинамических излучателей большое будущее в области высококачественного звуковоспроизведения.

Акустика. Ортодинамические излучатели / Хабр

Привет всем.
Хочу рассказать немного про нестандартные излучатели.
Ортодинамические мембраны были изобретены, как и многое хорошее, в Японии и долгое время использовались в многих моделях компании Yamaha, Audio Technica и др.
Структура таких динамиков одновременно и проста и сложна. По сути они представляют собой два круглых магнита и мембрану между ними, которые образуют своебразный сендвич.

Желающих прошу под кат.

Хитрость данной технологии в том, что намагничены они по разному, в разных частях магнита.
Концентрическими окружностями, похожими на годовые кольца деревьев, области разных полюсов охватывают весь магнит, расходясь от центра к краям.
На иллюстрации юг помечен красненьким, так что можете примерно себе представить, как расположено это все.
Теперь перейдем к мембране. В отличии от динамической системы, это не диффузор склеенный с магнитной катушкой, а тонкая мембранна, на которую спиралью нанесена токопроводящая дорожка.

Дорожки наносились либо методом травления ранее нанесенного слоя металлической фольги, либо приклеиванием уже готовой спирали на лавсановую мембранну. Лавсан при толщине пленки 5-8 мкМ имел предельно малый вес, сравнимый с весом колеблемого пленкой воздуха.
При подаче тока спираль генерировала электромагнитное поле, которое начинало взаимодействовать с постоянным магнитным полем блинов магнитов, ну и как следствие начинала сама вибрировать и генерировать звук.
Сам излучатель выглядит так:

У данной технологии есть одно главное достоинство: благодаря крайне малой массе пленочной мембраны, уровень искажений очень низок и приближается к идеальному. Это уже класс Hi-Fi.
Ортодинамика применялась практически исключительно в наушниках, и собственно для них и была создана, как модификация более ранней технологии изодинамических излучателей.
Принцип действия обоих технологий полностью описан в соответствующем патенте.

Теперь хочу аргументировать, почему я отношу наушники, созданные на этой технологии к Hi-Fi.
— Ортодинамические наушники звучат очень точно и правдиво. Нет бессмысленных задираний басов и верхов, середина не просаживается вообще.
— Благодаря малой инерционности мембраны, микродинамика впечатляет, очень хорошо передаются все мельчайшие подробности звука.
— Очень высока мощность наушников (честно говоря, она избыточна на максимальной мощности очень даже реально оглохнуть).

Как и у любой не массовой техники есть свои тонкости.
Нюанс 1. Такие наушники, почти обязательно требуют наличия спец усилителя для наушников. Без него они тоже будут звучать, но «не так».
Нюанс 2. Они требуют прогрева. Серьезно, если наушники не слушали месяц им понадобится 5 часов, чтобы достичь своего идеального звучания. При ежедневном прослушивании хватит и 5 минут прогрева.
Нюанс 3. Качество источника звука должно быть очень высоким, качество записи тоже.

Нюанс 4. Их надо любить.
Нюанс 5. При прослушивании современных записей на данных наушниках, необходимо понимать, что сейчас музыку записывают несколько иначе, чем это делали 30 лет назад. Музыка в этих наушниках будет звучать совершенно по другому.
Нюанс 6. Настоящие гуру добиваются оптимального для себя звучания, с помощью подбора оптимального усилителя и изменения демпфирования наушников.
Нюанс 7. Большинство наушников не имеют глубокого долбящего нижнего баса. Любителям «выноса мозга » наушники могут не доставить удовольствия. В то же время есть модели, которые прорабатывают весь диапазон.В общем это, так называемый, винтажный звук.

Наибольшее количество моделей производилось в Японии компанией Yamaha. Также существовал широкий модельный ряд наушников в СССР.
Последними наушниками, произведенными на территории СНГ, были ЭХО Н-16-40 С изготовленные в городе Смеле.

Последние, известные мне модели, производятся японской компанией Fostex.

Ссылки:
Русскоязычный форум по наушникам+ его продолжение
Актуальный список моделей наушников с изодинамическими и ортодинамическими излучателями.

Статья составлена по личной инициативе моих любимых Эхо Н-16-40, которые мне приснились и просили о них не забывать.
Спасибо за внимание.

З.Ы. Ранее я собирал коллекцию советских наушников и иногда подумываю к этому вернуться.

конструкция, плюсы и минусы / Stereo.ru

Как это работает

На первый взгляд, мотивация для разработки планарной акустики похожа на желание создать плоский телевизор. Но это совсем не так. Хотя бы потому, что планарная акустика появилась гораздо раньше. К тому же вешать эти колонки на стену в подавляющем большинстве случаев крайне нежелательно.

Напольники Magneplanar 1.7i и бас-панель Magneplanar DWM

Принцип же работы планарной акустики предельно прост. Источником звука является пленка, колеблющаяся в электрическом или магнитном (в общем случае — электромагнитном) поле. Если применяется электростатический принцип — это пленка с электрическим зарядом. Второй, более простой и перспективный вариант — тоже пленка, на поверхности которой размещен проводник с током, а сама она находится в поле постоянных магнитов.

Планар vs динамик

Самое главное — источником звуковых колебаний является именно тонкая пленка (еще ее называют мембрана или диафрагма). Если мы вспомним известный всем динамик, то в нем сразу видны недостатки, следующие из самого принципа его работы. В динамике используется катушка с током, размещенная в цилиндрическом магнитном зазоре. Вся излучающая поверхность приводится в движение этой катушкой.

Динамик (слева) и электростатический планар

То есть сила переменного направления в локальной области прикладывается к довольно большому диффузору. Следовательно, этот диффузор должен иметь достаточную жесткость чтобы двигаться как можно более плоскопараллельно, в идеале — в так называемом, поршневом режиме. Иначе в результате деформаций одни части поверхности отстают от других по фазе. Отсюда — специфические искажения, растущие при уменьшении жесткости.

Но увеличение жесткости приводит к увеличению веса, что поднимает инертность подвижной системы и снова-таки приводит к искажениям. Такой вот замкнутый круг. Кроме того, диффузор динамика, как правило, имеет, как минимум, два подвеса, характеристики которых — их жесткость и упругость — также влияют на качество звука. Поверьте, не в лучшую сторону!

Схема работы электростатической акустики

Планарная технология напрочь лишена этих проблем. Практически невесомая пленка, колеблющаяся в магнитном поле излучает звук со всей своей поверхности. И самое важное: движущая сила равномерно прикладывается ко всей поверхности пленки. Диафрагме в этом случае совсем не надо быть жесткой, даже наоборот.

Результат — минимальная, исчезающее малая инертность подвижной системы и минимальное влияние подвеса на ее перемещение — кстати, как раз плоскопараллельное. Уровни коэффициента нелинейных искажений, на которые способны планарные системы, для динамика практически недостижимы. И если с динамиками можно говорить, что львиную долю искажений в системе акустика/усилитель вносит именно акустика, то планары способны поменять эту ситуацию.

Планар: вопросы и особенности

Однако и у планаров есть свои недостатки. Прежде всего, это относительно большая площадь поверхности излучения при мощности, сопоставимой с аналогичным динамическим драйвером. То есть планары, при прочих равных, имеют большую площадь, чем традиционные динамики.

Конструкция планарного излучателя наушников Audeze

Эта особенность практически не совместима со стремлением к священному Граалю акустических систем — эмуляции точечного источника звука. Так что позиционирование источников звука — как в классическом стерео, так и в иммерсивных вариантах — у планаров, как правило, хуже.

Ленточные твитеры Fountek

В планарной технологии выпускаются как широкополосные системы (для них она просто создана), так и узкополосные драйверы — в частности, твитеры. В пищалках возможности планаров проявляются особенно ярко. Им свойственна плоская АЧХ, способная уходить в область ультразвука намного выше, чем традиционный динамический драйвер (в данном случае, купольный твитер).

Кроме того, в планарной акустике есть специфические моменты, тормозящие ее распространение. В случае с электростатами — это необходимость применения специализированных блоков питания, дорогостоящих и весьма прожорливых.

Проблемная зона технологии магнито-планаров — это те самые проводники, которые полагается размещать на поверхности пленки, работающей в магнитном поле. На первый взгляд, токопроводящей можно было бы сделать саму пленку. Но тогда она получается слишком уж тонкой и слишком длинной, так что ее лучше делать гофрированной. Правда, это уже будет не совсем планар.

Магнито-планарная диафрагма: низкочастотное звено с проволочными проводниками и твитер с фольгой (справа)

Проводники для пленки, как правило, реализуются в двух вариантах. Первый, более дешевый и применимый для более низких частот — это когда медная проволока прошивается сквозь пленку либо крепится на ней с помощью клея. Недостатки — неравномерность, немонолитность и повышенный вес.

Лучшие результаты дает вариант с токопроводящей фольгой (чаще всего алюминиевой, реже — медной), которая может быть нанесена на пленку, например, с применением температурной адгезии — или также с использованием клея.

Мембрана твитера 10ГИ-1 (обновленный вариант)

Здесь появляется другая проблема. Соединение пленка/проводник подвергается серьезным температурным и механическим нагрузкам, и требования к самой пленке и к соединению очень высоки.

Аудиофилы старшего поколения, возможно, помнят советские колонки 25 АС Амфитон, в которых устанавливались изодинамические пищалки 10 ГИ-1. Эта акустика действительно неплохо звучала в верхнем частотном диапазоне. Но увы, через некоторое время, особенно после небольшого сеанса повышенной громкости, системы на высоких частотах начинали хрипеть, затихали и полностью прекращали работать.

Когда такую пищалку рассмотрели подробнее, оказалось, что медные токопроводящие вертикальные проводники просто отклеивались от лавсановой пленки, растягивались и болтались отдельно.

Винтажные Magneplanar MG2 в интерьере — вполне актуальная система

Эта проблема преследовала разработчиков по обе стороны океана до тех пор, пока в восьмидесятых годах прошлого века не начали применять более прогрессивные технологии. О которых, впрочем, изготовители и по сей день не стремятся рассказывать подробно — как-никак, ноу-хау.

Например, известный бренд планарной акустики Magnepan использует фольгу, соединенную с майларовой пленкой посредством спекания при повышенной температуре. Технология проверена временем — акустика бренда сорокалетней давности (при бережном отношении) работает по-прежнему стабильно, и владельцы нечасто готовы расстаться с ней.

Примером могут служить Magneplanar MG-II, производившиеся с 1980 по 1999 год, даже ранних выпусков. Они полностью работоспособны и по сей день.

Строение излучателя магнито-планарных наушников Quad ERA-1

Еще одна проблемная зона планарной акустики — чаще всего она применяется в режиме диполя. Это послужило причиной тому, что планарные наушники, как правило, конструируются в варианте отрытого типа. И чаще всего это модели референсного класса, с отменным качеством звучания.

ДК от Wisdom Audio на CEDIA Expo 2019 традиционно включал в себя планары — 13 колонок LS4i

В случае с полноразмерной планарной колонкой, как правило, перед нами система в виде плоского щита. Кстати, как раз системы Wisdom Audio LS4i на картинке выше — одно из редких исключений. Обычно в ленточной системе акустическое оформление — бокс, коробка, кабинет — отсутствует как таковое. Планар звучит свободно и чисто. Он излучает звук как с фронтальной, так и с тыловой поверхности — причем практически одинаково.

Для кого-то это может оказаться минусом, но серьезнейший плюс в этом случае — специфическая пространственность звука. Планарная акустика может потребовать гораздо большего внимания к размещению колонок, чем обычный вариант. На самом деле, это не так уж плохо. Например, появляется возможность «поиграть» с расстоянием до задней стенки комнаты, которое в определенной степени позволяет регулировать характер воспроизведения низких частот.

Электростатическая акустика Martin Logan Neolith, как и другие модели бренда, дополнена динамическими сабвуферами

Кстати, именно низкочастотный диапазон является наиболее проблемной зоной чисто планарных систем. В частности, многими отмечается, что он «малоактивный, хотя и быстрый». Поэтому во многих случаях вместе с планарной акустикой (гораздо чаще — в электростатических моделях) применяют сабвуферы, обеспечивающие мощное, сбалансированное звучание, расширенное в область низких частот.

Да здравствует планар!

Несмотря на указанные проблемы, планар не является сосредоточением неприятностей. Не хотелось бы оставлять такое впечатление. Тем более что точность и качество звучания планарной акустики не может оставить равнодушным.

Акустика AlsyVox Caravaggio, представленная в Мюнхене в 2019 году

Не исключено, что, однажды услышав планар, вы уже не сможете использовать что-то другое — бывало и так. Как известно, многие обладатели планаров утверждают, что колонки с динамиками — это чистая профанация. Что ж, дело вкуса!

альтернативные варианты излучателей звука (часть 4) / Stereo.ru

Магнитопланар (изодинамический излучатель)

Этот планарный (плоский, пленочный) излучатель звука работает по тому же принципу, что и динамик: проводник с током движется в магнитном поле. Но в отличие от традиционного динамика голосовая катушка здесь фактически равномерно распределена по всей площади излучения, и вся эта излучающая поверхность находится в магнитном поле.

В случае с магнитопланарным излучателем источником звука является синтетическая пленка с нанесенными на нее проводниками с током. Эта плёнка размещается в поле решетки, сделанной из магнитов. Таким образом, вся площадь плёнки оказывается в магнитном поле, и пленка излучает звук равномерно со всей поверхности.

В начале существования магнитопланарных систем проводники из фольги просто наклеивали на пленку. Проблемой такого варианта было отслоение проводника после интенсивной эксплуатации: он нагревался, и клей не выдерживал. Наглядным примером могут служить выпускавшиеся в СССР динамические пищалки 10ГИ-1, наушники ТДС-7, ТДС-17.

Затем технология совершенствовалась, для приклеивания проводника на пленку стали применять температурную адгезию, закрепляя, например, алюминий (реже — медь) на майлар (лавсан, тефлон). Это более дорогой вариант технологии планарного излучателя — чуть дешевле обходится прошивание пленки токопроводящей проволокой.

Преимущества технологии состоят в том, что масса планарной подвижной системы на несколько порядков меньше, чем у классического динамика. В результате резко уменьшаются искажения. С другой стороны, магнитопланары предполагают излучение с большой площади, что, как минимум, создает проблему стереосцены.

Особое развитие принцип получил в наушниках, где используются различные его варианты, например, ортодинамические излучатели.

Электростат

Неплохие результаты удалось получить с электростатическим вариантом планарного (пленочного) излучателя. Принцип действия следует из названия: речь идет о движении диэлектрической пленки в электрическом поле. До этого пленку натягивают между двумя токопроводящими сетками (статорами), на которые подается модулированное звуковым сигналом напряжение, а на саму пленку — потенциал приблизительно в 3 000 В.

Преимущество такого варианта излучения по сравнению с магнитопланарным — отсутствие проблем с нанесенными на пленку проводниками тока. Их просто нет. С другой стороны, такой излучатель нуждается в объемистой мощной электронике и, естественно, требует отдельного питания. В остальном электростат и магнитопланар схожи.

Стоит подробнее остановиться на вопросе воспроизведения низкочастотного диапазона с помощью планарных систем. Они по определению не готовы обеспечить серьезную амплитуду. И если в магнитопланарных громкоговорителях более распространена конфигурация в виде сочетания узкого высокочастотного излучателя и низкочастотной секции большей площади, то в электростатических системах, чаще всего, сам электростат занимается средне- и высокочастотным диапазоном, хотя бы потому, что модели большой площади достаточно дороги.

Поэтому за низкочастотный диапазон у них отвечает, как правило, интегрированный в систему сабвуфер, работающий с применением классического динамика. Такие системы называются гибридными. Изготовители магнитопланарных спикеров также иногда предлагают доукомплектование своих изделий сабвуферами на базе классических динамиков.

Кроме того, оба основных варианта с применением плёнки являются дипольными системами. То есть назад и вперед они излучают (звучат) практически одинаково. Это приводит к определенным проблемам с правильным размещением таких колонок в комнате прослушивания.

Излучатель Хейла и другие излучатели с гофрированными пленочными мембранами

В принципе, логично было бы разделить звуковой диапазон на несколько полос и в каждой полосе использовать наиболее подходящей для нее вариант звуковоспроизведения. Например, магнитопланарные излучатели часто используются в верхнем диапазоне в качестве твитеров (пищалок). То же самое можно сказать об излучателях Хейла — Air Motion Transformer (AMT).

Речь идет о системе на базе волнообразно-гофрированной пленки с нанесенными на нее проводниками из фольги, помещенной в сильное магнитное поле. Пропускание тока по таким проводникам приводит к тому, что соседние участки притягиваются или отталкиваются, выталкивая или втягивая воздух между гофров. Такой вариант источника звука имеет все преимущества пленочного излучателя, поскольку вес подвижной системы очень мал.

Внешне на излучатель Хейла очень похож ленточный алюминиевый твитер, в котором гофрированная тончайшая фольга окружает постоянный магнит. Ввиду малого сопротивления, сигнал на концы фольги подводится через понижающий трансформатор.

Естественно, что излучатели Хейла и их аналоги используются, в основном, в верхнем частотном диапазоне.

Ионофон (электродуговой плазменный громкоговоритель)

Именно в диапазоне верхних частот важен минимальный вес подвижной системы и ее минимальная инерционность. Идеальным излучателем для верхних частот стало бы невесомое тело, механически никак не связанное с опорами и колеблющееся (изменяющее свой объем) под воздействием электрического сигнала.

И такой вариант, использовавший, по сути, принцип работы радиолампы, был найден в начале второй половины прошлого века. Он получил название ионофон. Принцип действия системы основан на пульсациях электродуговой плазмы в переменном электрическом поле. Первые образцы устройства, представленные на ВДНХ в начале 50-х, имели определенные побочные проблемы. В частности, легкий треск разряда, от которого затем смогли избавиться.

В семидесятых годах прошлого века были выпущены серийные образцы акустических систем с верхнечастотным звеном на базе плазменного излучателя. Сейчас такие излучатели доступны для установки в современную пользовательскую акустику и даже в мощные концертные системы.

Недостатком ионофона можно считать необходимость достаточно мощного электропитания и, как следствие, требования устройства к отводу тепла. В результате, устанавливая такой твитер в замкнутый объем обычной колонки, стоит задуматься о том, как бороться с его перегревом. Повышенное энергопотребление также не добавляет энтузиазма, к тому же внутри устройства — источник сверхвысокого напряжения.

С другой стороны, на базе плазменного излучателя можно получить поистине аудиофильскую систему, поскольку качество его звучания, по идее, приближается к абсолютному.

Пьезоизлучатель

Известное свойство пьезокристалла: генерировать электрический ток в случае приложения к нему деформирующей силы, либо наоборот — деформироваться в случае приложения к нему электрического тока. Этот эффект применяется во многих областях, начиная от производства весов и зажигалок и заканчивая звуковоспроизведением.

Поскольку в данном случае не получается получить большую амплитуду колебаний, рассчитывать на возникновение низкочастотных устройств звуковоспроизведения на базе пьезокристаллов не приходится. Зато пьезокристаллы могут работать на высокой частоте. Поэтому на их базе изготавливаются твитеры.

Данный принцип применяется в недорогих моделях, благодаря дешевизне технологии. К сожалению, и результаты, получаемые с помощью этой технологии — не самые лучшие, а качество звука, как правило, невысокое.

НЧ-система с механическим приводом

Естественно, что в области звуковоспроизведения возможны и экзотические решения. Ведь если проанализировать все существующие технологии, то у них можно найти один общий недостаток — очень низкий коэффициент полезного действия.

Этого недостатка лишены генераторы низкой частоты с механическим приводом. Собственно говоря, эти излучатели не работают со звуковым сигналом. Они применяются для различных технологических целей, в частности — для испытаний готовой продукции на виброустойчивость, выдавая синусоидальные колебания заданной частоты. При этом может обеспечиваться очень большая громкость!

Устройство состоит из жесткой пластины, на которую через шатун с двумя шарнирами передается возвратно-поступательное движение от диска, укрепленного на оси электродвигателя. Все это, очевидно, нужно как следует закрепить.

Частота колебаний такой системы зависит от скорости вращения электродвигателя. Получаем высокоэффективный генератор практически синусоидальных низкочастотных звуковых волн. Интересно, что в далеких восьмидесятых одна из дискотек в США купила такой генератор у НАСА. Он, якобы, затем использовался в составе низкочастотного звена акустики танцевального зала. Или в чисто рекламных целях. О реальном эффекте такого устройства можно только догадываться.

Продолжение следует…

Другие материалы цикла «Акустические системы»:

Акустические системы: поговорим о звуке (часть 1)

Акустические системы: строение динамика (часть 2)

Акустические системы: типы динамиков (часть 3)

Самодельные изодинамические излучатели на базе головок 10ГИ-1

Радиолюбителям предлагается описание конструкции изодинамического излучателя для воспроизведения музыкальных сигналов в области средних и высоких частот.

Вместе с этими излучателями автор установил в самодельную АС группу динамических головок с лёгкими диффузорами, используя их в полосе НЧ. Для самых высоких частот автор предпочёл использовать также самодельные ленточные излучатели, конструкция которых представлена им ранее в «Радио», 2012 г., № 12.

Наверное, многим радиолюбителям знакомы отечественные изодинамические головки 10ГИ-1, предназначенные для качественного воспроизведения ВЧ-составляющих звукового сигнала.

В конструкции изодинамических излучателей плоская катушка-мембрана передаёт электромеханические колебания в воздушную среду «без посредника» в виде узора, воспроизводя более точно фронты звуковых сигналов, в которых заключена важная часть музыкальной информации (тембра).

Считается, что любой нетрадиционный излучатель звука сделать сложно, но в журнале «Радио» уже приводились примеры «домашнего» изготовления электростатических [1, 2] и ленточных [3] излучателей звука. Изодинамические головки также можно собрать самостоятельно [4].

Изготовление описанных ниже изодинамических головок преследовало цель не только повторить хорошую ранее выпускавшуюся конструкцию, но и по возможности сместить нижнюю границу рабочей полосы частот, чтобы захватить и полосу средних частот. Для снижения границы потребовалось расширить зазор между магнитами, чтобы увеличить свободный ход мембраны. Применение вместо ферритовых более сильных неодимовых магнитов скомпенсировало последствия уменьшения магнитного потока.

Для повторения описанной ниже конструкции потребуются 12 стержневых магнитов размерами 50x10x5 мм (в каждом излучателе). Мембраны с плоскими катушками можно заказать в СПБ ООО «Диффузор» (ремкомплект 10ГИ-1-16 с сопротивлением катушки 16 Ом!) или изготовить самостоятельно по технологиям, описанным в соответствующих ветках специализированных интернет-ресурсов (форумов).

На рис. 1 представлена рассматриваемая конструкция в развёрнутом виде.

Рис. 1. Конструкция в развёрнутом виде

 

На рис. 2 показан вид на конструкцию сверху. Здесь на два перфорированных стальных листа толщиной 2 мм наклеены три ряда стержневых магнитов с указанной полярностью.

Рис. 2. Вид на конструкцию сверху

 

По двум краям каждого листа (рис. 3) закреплены стальные прутки квадратного сечения 10×10 мм. В них и в перфорированных листах просверлены отверстия, через которые проходят четыре шпильки, скрепляющие при окончательной сборке обе половинки магнитной системы.

Рис. 3. Параметры конструкции

 

На фото рис. 4 видна подготовка (обрезка) мембраны с плоской катушкой. Внешнюю часть основы в том месте, где заканчивается печатный рисунок катушки, удаляют.

Рис. 4. Подготовка (обрезка) мембраны с плоской катушкой

 

Затем с помощью закреплённых на валах шестерён (например, от старых принтеров) проводится гофрирование мембраны (рис. 5). Полученная форма позволяет без проблем закрепить мембрану между магнитными системами, не ограничивая при этом её свободный ход.

Рис. 5. Гофрирование мембраны 

 

Перед приклеиванием мембраны на одной из половинок магнитной системы необходимо расположить, как показано на фото рис. 6, три демпфирующие прокладки из тонкого файбера (материал-утеплитель для одежды).

Рис. 6. Демпфирующие прокладки из тонкого файбера

 

Боковые прокладки должны немного касаться краёв мембраны, но не перекрывать всей поверхности излучения. Средняя демпфирующая полоска должна приходиться на широкую центральную проводящую дорожку.

После приклеивания плёнки и припаивания токоподводящих проводников к медным лепесткам-выводам (фото на рис. 7) образуется фронтальная половина необходимой конструкции.

Рис. 7. Фронтальная половина

 

Затем сверху аккуратно укладывают ещё один слой тонкого файбера, закрывающего всю тыльную часть поверхности (фото на рис. 8). Таким образом формируются «центровка» и фактические воздушные зазоры между магнитной системой и мембраной с катушкой.

Рис. 8. Ещё один слой тонкого файбера

 

Применение демпфирующих прокладок устраняет резонансы мембраны и позволяет получить чистый звук на частотах выше 450 Гц.

Далее в рамку продевают шпильки, и на них надевают вторую часть магнитной системы. Чтобы не повредить нежную мембрану случайным хаотичным слипанием частей, верхнюю половину конструкции сначала фиксируют только одной шпилькой при максимальном
разведении половин конструкции друг от друга (рис. 9).

Рис. 9. Монтаж конструкции

 

Шпильку наживляют гайкой на пару оборотов, затем обе половины магнитной системы поворачивают до совмещения остальных крепёжных отверстий, контролируя прохождение зон «слипания» магнитов. Наживлённая шпилька не позволит уйти половинам в неконтролируемое «слипание» при повороте. При правильно «сфазированных» магнитах собранные половины конструкции должны проявлять взаимно отталкивающую силу.

Фиксацию производят на оставшиеся шпильки, затем конструкцию равномерно стягивают (фото на рис. 10). В фиксируемом при сборке положении магнитной системы противоположно расположенные магниты создают силовые линии магнитного поля, направленные вдоль плоскости катушки и мембраны.

Рис. 10. Сборка конструкции

 

Готовая конструкция, показанная на фото рис. 11, изготовлена в двух экземплярах и в настоящий момент используется в составе трёхполосной АС (фото на рис. 12) в качестве СЧ-излучателей с полосой рабочих частот 800 Гц…10 кГц. Головки подключены через фильтры первого порядка, которые обеспечивают минимальные переходные и фазовые искажения.

Рис. 11. Готовая конструкция

 

Рис. 12. Готовая конструкция

 

В качестве ВЧ-излучателей используются самодельные ленточные динамические головки, принцип работы которых описан в [2], но более простой конструкции.

Необходимость использования дополнительных ВЧ-излучателей обусловлена спадом звукового давления изодинамического излучателя на частотах выше 10 кГц. Причина недостаточного звукового давления в этой области, возможно, обусловлена малой площадью апертуры отверстий перед передней частью излучателя, так как у оригинальной головки 10ГИ-1 фронтальная часть перед мембраной выполнена в виде открытых прямоугольных портов.

Низкочастотный групповой излучатель в каждом из каналов стереофонической АС выполнен из семи динамических головок, установленных в открытом корпусе. Динамические головки 5ГДШ-4 и 4ГД-28 (с сопротивлением звуковых катушек 4 Ом) электрически включены последовательно, как показано на схеме кроссовера на рис. 13. Такое включение позволяет получить нижнюю границу воспроизводимых частот от 52 Гц.

Рис. 13. Схема кроссовера

 

Использование нескольких динамических головок с лёгкой подвижной системой в виде групповых излучателей даёт возможность получить быструю реакцию и для низкочастотных сигналов. Таким образом, по мнению автора, удалось сочетать классические динамические головки с изодинамиче-скими и ленточными излучателями. Малый ход диффузоров, вследствие сильно возросшей общей площади и малой подводимой для отдельной головки мощности, предполагает и небольшие нелинейные искажения на низких частотах.

При эксплуатации подобной АС мощность, достигаемая распространёнными УМЗЧ (50…60 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом), фактически не будет превышать 10…15 Вт.

Примечание.Гофрирование всей поверхности мембраны, видимо, не обязательно. Смещения мембраны при воспроизведении звуковых сигналов в полосе СЧ не столь велики по сравнению с формируемыми в конструкции зазорами между магнитами. Поэтому можно предположить, что гофрирование по двум краям мембраны (за пределами стержневых магнитов) обеспечит достаточную гибкость и податливость подвижной системы. Демпфирующий слой файбера в этом случае можно разместить (наклеить) только в гофрированной части мембраны.

Литература

1. Лачинян С. Изготовление электростатических громкоговорителей в любительских условиях. — Радио, 2006, № 1-3.

2. Бондаренко В. Головные электростатические телефоны. — Радио, 2015, № 9, с. 10-15.

3. Мошев С. Самодельные ленточные динамические головки. — Радио, 2012, № 12, с. 14-16.

4. Бондаренко В. Ремонт головных телефонов ТДС-7. — Радио, 2013, № 4, с. 13-15.

Автор: С. Мошев, г. Воронеж

Краткая история цифровых излучателей звука или о том, почему мы до сих пор используем аналоговые динамики

На протяжении столетия самым популярным типом излучателей звука являются динамические громкоговорители. Традиционные аналоговые динамики применяются повсеместно. Именно они остаются последним аналоговым устройством в привычном для современного человека тракте звуковоспроизведения. Но если бы аналоговые динамические громкоговорители обнаружили археологи какой-нибудь цивилизации далекого будущего, они бы, вероятно, ломали голову, зачем их предкам нужны были настолько нелогичные обогревательные приборы. Большую часть энергии динамик превращает в тепло и это не единственная его проблема.

При этом достаточно давно в ограниченных количествах производятся цифровые излучатели различных типов. Последние малоизвестны широкому кругу потребителей, дороги и применяются сравнительно редко. Далее, краткая история цифровых излучателей звука, устройства в которых они применялись и применяются, а также соображения об их перспективах.

Предпосылки к появлению

С середины 20-х безраздельное доминирование в электроакустике остается за электродинамическим громкоговорителем, в его разнообразных вариациях. Потеснить его не смогли ни электростаты, которые сначала здорово горели, срывая сеансы первых звуковых фильмов в 30-х, а потом стали просто баснословно дороги. Ни ионофоны, которые не способны к адекватному воспроизведению НЧ. Ни пьезоэлектрические излучатели, которые не выдержали конкуренции в силу небольшого частотного диапазона.
сгоревшая катушка динамика сабвуфера

При этом динамики сложно назвать технически совершенным решением. Так, для ВЧ динамиков температура катушки 100 градусов Цельсия не является пределом, КПД по этой причине редко превышает 1 %, а температура катушки НЧ динамических драйверов может легко превысить 150 и даже 200 градусов, при работе с номинальной мощностью. Искажения, как частотные, так и нелинейные, требуют коррекции или технологий, которые позволят их значительно уменьшить. Аналогичная история происходит с переходной характеристикой, которая в дорогих решениях заставляет постоянно гнаться за большим частотным диапазоном, который в идеале должен выходить значительно дальше слышимого человеческим ухом спектра.

Но, несмотря на все недостатки динамика, именно он стал наиболее востребованным по совокупности достоинств. При этом неутомимые исследователи не прекращали искать нечто более производительное, энергоэффективное, а также более управляемое. Инженеры стали искать способ преобразовать цифровой сигнал в звук напрямую, без использования ЦАП.

акустические эксперименты Bell Labs в 1920-х

Теоретически, цифровые динамики были описаны в разработках Bell Labs еще в 1920-х годах. Их принцип был достаточно прост. Наименьший значащий бит управляет динамиком, в котором значение «1» приводит его в действие с максимальной амплитудой, значение «0» полностью прекращает подачу сигнала. Далее младший значащий бит удваивал начальную площадь излучения, следующий за ним удваивал его площадь и т.д в соответствии с количеством разрядов. В 20-х не было насущной необходимости в таком типе преобразования цифровых сигналов в звук и теоретически труды легли в стол на долгие годы.

Телефонный громкоговоритель Bell Lab

В ранних вариантах площадь излучения следующего бита располагалась концентрически вокруг сегмента предыдущего бита, но это правило не является обязательным. Теория впервые воплотилась в практику в 1980-м. Разработчиком также стала компания Bell Lab. Это был дискообразный электрод, на котором закреплялась тонкая пленочная мембрана. Электрод был разделен на изолированные сегменты, с соотношением площади, описанным выше, по числу разрядов 4,3, 2,1,0. Сегменты возбуждалось цифровым сигналом прямоугольной формы, в соответствии с его значением.

Для телефонной связи верности воспроизведения хватало, но для воспроизведения музыки этот излучатель был непригоден. Дело в том, что для получения достаточной громкости площадь соответствующего излучателя в форм-факторе акустической системы была неприемлемо большой. Также проблемой были искажения преобразования, которые в классических ЦАП можно устранить при помощи фильтров. Но в цифровых излучателях их применение невозможно, так как преобразование происходит напрямую и они являются конечным звеном воспроизведения.

Японские эксперименты

Следующим этапом в развитии цифровых излучателей звука стало создание электретных и пьезоэлектрических цифровых громкоговорителей компанией SONY. Принцип действия не очень сильно отличался от использовавшегося в Bell Lab, но конструкция была иной. Электроды таких излучателей представляли собой концентрические секции с равной площадью. Секции подключались группами, количество групп зависело от разрядности излучателя.

Принципиально другой метод разделения секций цифрового громкоговорителя был предложен инженерами корпорации Matsushita Electric (сегодня Panasonic Corporation). В патентах, и сегодня принадлежащих компании, предложено объединять сегменты, излучающие звук по группам, в соответствии с весовым коэффициентом разряда.

Ни одна из описанных в разделе разработок не получила развитие в виду затратности производства, высоких искажений, низкой технологичности и других специфических проблем новорожденной технологии.

Цифровые динамики

Попытки создания электродинамического цифрового излучателя начались почти сразу после появления пьезо и электретных громкоговорителей этого типа. Проблемы последних заключались в узком диапазоне частот и своеобразной АЧХ, которая не позволяла их эффективно использовать нигде, кроме устройств связи для воспроизведения голоса и ВЧ секций АС.
чертеж из патента Philips

Philips и Sony начали эксперименты по созданию цифрового динамика ещё в 1982-м. Принцип заключался в том, что количество катушек в излучателе увеличивается, число секций при этом соответствует разрядности. Результатом стал патент компании Philips №4612420, незадолго до этого в Японии был зарегистрирован № 58-31699, демонстрирующий похожую конструкцию цифрового динамика.
Можно считать, что цифровой динамик с многозвеньевой катушкой был одним из самых долгоживущих вариантов цифрового излучателя. Последнее упоминание об аналогичной разработке датируется 2000 годом, когда похожий принцип применила компания B&W, флагман аудиофильской разработки.

Университетские пьезоизлучатели

Помимо корпораций, создающих электронику, тему цифрового излучателя активно разрабатывали в университетах. Группа ученых из университета Шинцу в Нагано в 1990-х сосредоточила усилия на создании пьезоэлектрических цифровых громкоговорителей. Они получили первый результат в 1993-м году, а к 1999-му показали излучатель, рассчитанный на 16-битный сигнал с частотой дискретизации 48 кГц.
Можно говорить, что эта разработка стала первым цифровым излучателем, характеристики которой были достаточны для ограниченного мультимедийного использования. Характеристики устройства были следующими:

• Диапазон частот: 40-10000 Гц;
• Неравномерность АЧХ в пределах 4дБ.
• THD 3,5% на частоте 50 Гц и 0,1% на 10000 Гц
• Чувствительность 84 дБ

Шумы квантования и другие артефакты подобного типа цифро-аналогового преобразования, связанные с малой разрядностью, в таких излучателях были достаточно сильны, чтобы говорить о сколько-нибудь высокой верности воспроизведения. Было очевидно, что громкоговорители такого типа можно применять в мультимедийных устройствах лишь ограниченно, в основном для связи и звукового оповещения, но никак не для высококачественного воспроизведения музыки.

Брайтонская решетка или хельсинкский алгоритм

Приснопамятные британские ученые применили принципиально новый принцип. Группа исследователей из Брайтонского университета при финансовой поддержке B&W разработала АС, в которой цифровой излучатель не пытались впихнуть в один корпус, а представили в виде распределенной решетки из множества отдельных динамических излучателей, которые объединялись в группы в соответствии с разрядом сигнала. Таким образом было открыто два направления для развития цифровых громкоговорителей. Первый — повышение разрядности квантования, что позволяло уменьшить шумы, второй — коррекция сигнала, для компенсации искажений динамических (или иных) излучателей.

Создание нового типа цифрового излучателя вызвало живой интерес в академическом сообществе. В результате финская компания Audio Signal Processing Espoo и Хельсинкский университет создали алгоритм, оптимизирующий работу брайтонской секционной решетки. Алгоритм позволил выровнять фазу и амплитуду во всем спектре воспроизводимых частот. Алгоритм также появился в 2000-м году.

The Digital Sound Projector

Описанные выше разработки были использованы компанией 1..limited для создания The Digital Sound Projector, устройства, которое было представлено в 2002-м году. Можно сказать, это первый в истории электроакустики полноценный продукт, использующий для воспроизведения музыки с высокой верностью, цифровой излучатель.

В создании The Digital Sound Projector приняли участие производители микропроцессоров ARM Ltd, междисциплинарная научная компания Cambridge Display Technology, производитель микросхем Analog Devices. Позже мелкосерийный выпуск продукта продолжила компания Pioneer.

В устройстве использовалось 256 небольших излучателей, каждый из которых воспроизводил единичный импульс. Подобно пикселям на мониторе, система складывала общую картину из множества сигналов. Процессор, в соответствии с финским алгоритмом, контролировал параметры воспроизведения и осуществлял устранение шумов и компенсацию искажений. В процессе компенсации учитывались как артефакты декодирования, так и интерференция волн от различных излучателей.

Одним из значимых достижений стал КПД, который достигал 10 %, что существенно превышало значения классических аналоговых динамиков. Принцип распределенного управляемого цифрового излучения также позволил значительно снизить гармонические и интермодуляционные искажения. Пожалуй, самым значительный и явным недостатком системы была её сложность, низкая технологичность, а соответственно, высокая стоимость. В начале нулевых мир не был готов принять нечто настолько сложное и, очевидно, что не готов принять до сих пор. Ощутимые проблемы в виде сложности и стоимости не сделали технологию решеток массовой и похоронили её на кладбище не выстреливших идей.

Современный этап развития

Несмотря на очевидные сложности, технология цифрового излучения получила неожиданное развитие. Так в 2015-м году было заявлено о создании MEMS-излучателя, в основе которого лежит комплементарная структура металл-оксид-полупроводник (CMOS). Мы привыкли к MEMS-микрофонам и MEMS-акселерометрам, пришла очередь громкоговорителей.
О создании MEMS излучателей сообщила компания Audio Pixels, которая заявила о том, что близка к созданию цифровых излучателей, способных превзойти аналоговые динамики. Ограничителями является небольшая амплитуда, а также ограничение низкочастотного диапазона, с которым сталкиваются большинство новаторов в области излучателей звука.

Ещё одним примером использования цифровых излучателей являются наушники Audio-Technica ATH-DSR9BT, которые лишены привычного ЦАПа и оснащены цифровыми громкоговорителями Pure Digital Drive. Суть технологии производитель подробно не раскрывает, однако, судя по доступной информации, это реинкарнация цифрового динамика с множеством катушек, однако в отличие от излучателей Philips середины 80-х, Pure Digital Drive оперирует мультибитным сигналом.

Каким образом решены проблемы ультразвукового излучения, шумов квантования, а также коррекции искажений, вносимых механическими частями устройства, мне неизвестно. Но, судя по тому, что устройство позиционируют как беспроводной флагман компании, есть вероятность, что решение является эффективным. Известно также, что динамик создавался в партнерстве с Trigence Semiconductor.

Теплое аналоговое ближайшее будущее

Попробую поиграть в бабушку вангу и резюмировать всё изложенное выше. Надеждой цифрового излучения является MEMS, однако он имеет сложнопреодолимые физические ограничения, вангую, что это ограничит их использование преимущественно носимым форм-фактором. Ещё одной проблемой является скорость развития MEMS-технологий, которые строят планы, как шутят в среде разработчиков, в “собачьих годах”, т.е. там, где другим отраслям условно нужен год, для MEMS понадобится семь лет.

Ещё одной проблемой является стоимость. И пока не вырастет технологичность, стоимость не уменьшится, а она не вырастет быстро по причине уже упомянутой скорости развития MEMS. Простота и откатанность производства динамиков настолько полюбились производителям, что для того, чтобы их на что-то поменять нужны очень веские аргументы, и повышение КПД явно не один из них. Поэтому сторонники техноархаики и прочего аналогового аудиофильского «стимпанка» могут не беспокоится. Ламповые усилители, конечно, не вернутся вслед за воскресшим винилом, но теплые и даже горячие (в прямом смысле) true-аналоговые динамики поживут ещё десяток — другой лет. К сожалению, удел цифровых громкоговорителей сегодня — это всё ещё сравнительно дорогие редкие экспериментальные продукты и научные изыскания.

Использованы фото:

3 самые необычные акустические системы | Домашние аудиосистемы | Блог

В большинстве случаев во всем мире музыку воспроизводят электродинамические громкоговорители, или, в обиходе, динамики. Однако конструкции этих устройств уже 122 года и в ней есть свои недостатки.

Динамик состоит из магнита и звуковой катушки, которая колеблется в магнитном поле и передает движение на диффузор. Последний должен быть очень легким и одновременно прочным. Чем легче диффузор — тем быстрее он будет колебаться и отыгрывать быстрые звуки — барабаны будут четче, бас собраннее и т.п. Чем он прочнее, тем меньше будет искажений, поскольку мембрана будет меньше изгибаться при работе.

Но даже самые качественные динамики дают в десятки раз больше искажений, чем современные усилители и звуковые карты. Многолетние эксперименты с различными сплавами и композитными материалами улучшили положение, но не сделали прорыва. «Куда это годится?!» — воскликнули инженеры и создали альтернативные конструкциии для воспроизведения звука.

Электростатические колонки

Самый распространенный тип нестандартных громкоговорителей, фундаментом для создания которых стал принцип электростатического взаимодействия. Между двух решеток-статоров натянута мембрана из сверхлегкого материала с проводящим напылением. Она до 10 раз тоньше человеческого волоса, а ее масса немногим больше массы окружающего ее воздуха. На решетки подается многократно усиленный звуковой сигнал, мембрана колеблется между ними и воспроизводит звук с рекордно низким коэффициентом нелинейных искажений — до 0,05 %! В итоге излучатель отыгрывает очень детальный и прозрачный звук, в котором слышен каждый нюанс.

Сама технология появилась еще в конце позапрошлого столетия. Однако долго не удавалось создать достаточно легкую мембрану для такой акустики. Поэтому первые электростатические колонки для массового рынка — Quad Electrostatic — вышли лишь в 1957 году и произвели маленькую революцию на рынке звукотехники. Они давали настолько честный звук, что стали использоваться даже в студиях. Звукорежиссер Филипп Нюэлл в книге Project-студии пишет:

Мониторы Quad Electrostatic 1957 года всё ещё могут постоять за себя. За последние 40 лет не было создано ничего существенно лучшего.

Однако электростаты не лишены недостатков. Во-первых, они излучают звук в обе стороны. Поэтому вдоль стены их не поставишь — звук от нее будет отражаться и вносить фазовые искажения. Понадобится большое помещение. Но даже в большой комнате будут взаимовычитаться басовые волны, ведь их длина — десятки метров.

Отсюда второй недостаток — мало баса. Дело усугубляется и тем, что излучать басовые волны может лишь очень большая мембрана, производить которую будет уже невыгодно, поэтому амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) большинства электростатов имеет спад в районе 60-70 Гц. Для студийных мониторов ближнего поля — в самый раз, а вот для рядового потребителя может быть маловато.

Третий недостаток — узкая направленность излучателя из-за плоской мембраны. То есть, звучат колонки хорошо, но только на участке в 1м2. И, наконец, электростатические колонки требуют мощного и дорогого усилителя для работы.

Производители современных электростатов научились решать некоторые из этих проблем. Излучатели сегодня делают не плоскими, а полукруглыми, чтобы звук распространялся по комнате равномерно. В систему теперь добавляют низкочастотный динамик, который дает глубокий бас.

Однако эти и другие инженерные ухищрения вместе с требуемой при производстве прецизионной точностью и специфическими материалами сделали и без того недешевую конструкцию еще менее доступной для широких масс. АС такого типа стоят десятки тысяч долларов.

Контрапертурные аудиосистемы

Контрапертурные акустические системы по праву можно назвать одними из самых экзотических. Их конструкция состоит из двух одинаковых динамиков, расположенных вертикально строго друг напротив друга. Звуковые волны сталкиваются абсолютно синхронно и излучают результирующую волну во всех направлениях. Иными словами, получается всенаправленная акустика, которая равномерно заполняет собой звуком все пространство в комнате. Нет необходимости искать оптимальную комфортную зону прослушивания, в любом углу музыка будет звучать одинаково качественно.

Помимо всенаправленности, звук будет лишен доплеровской интермодуляции — это искажения, на слух проявляющиеся как гитарный эффект флэнжера. Они возникают из-за того, что динамик, излучая звук, то приближается к слушателю, то удаляется от него. Контрапертурные АС статичны, поэтому лишены интермодуляций. Многие слушатели отмечают невероятный комфорт от прослушивания такой акустической системы. Дело в том, что мозг воспринимает приближающиеся и удаляющиеся от него звуки как опасные и требующие внимания (а вдруг это хищник?). Соответственно, неподвижный источник звука не воспринимается как опасность и не возбуждает нервную систему.

Разумеется, у такой конструкции есть свои недостатки: сложная система требует высокоточного производства, тщательного подбора комплекта динамиков с абсолютно идентичными характеристиками, точного монтажа излучателей и т.п. Все это увеличивает себестоимость таких устройств до астрономических значений. Тем не менее, у них есть свои фанаты и место на рынке Hi-End аудиотехники.

Вибрационные колонки

Самые доступные необычные колонки для рядового потребителя — вибрационные. Для работы такого девайса нужна большая твердая поверхность. Например, стол или окно, хотя сойдет даже коробка молока. Устройство передает поверхности звуковые колебания, превращая ее в диффузор.

Такие девайсы сделаны больше для развлечения, а не для качественного звука. Некоторые умельцы покупают вибрационный динамик отдельно и делают из него сабвуфер. А устройство, прикрепленное к отопительной батарее, превращается в оружие возмездия шумному соседу. Мощность и звук зависят от размеров и материала поверхности, на которой расположен девайс. Лучше всего будут работать тонкие поверхности, частота собственных колебаний которых меньше.

Но технология таки нашла адекватное применение. Возможность превратить любую поверхность в излучатель звука стала востребована на различных выставках, в музеях, ресторанах и магазинах. Можно, например, прикрепить вибродинамик к витрине из оргстекла, сделав невидимые громкоговорители для аудиорекламы. Или, наоборот, превратить их в арт-объект, излучающий звук непонятно каким образом. Также можно сделать излучатели, защищенные от любой непогоды.

Панели из оргстекла, превращенные в невидимые громкоговорители в музее.

Любопытно, что похожим образом работают наушники с костной проводимостью. Они не втыкаются в уши, а прислоняются к кости, передавая звуковые вибрации прямо в череп.

Изодинамические наушники. Принцип работы | ldsound.ru

Существенным недостатком телефонов электростатической системы является необходимость в согласующем элементе, вызванная высоким полным сопротивлением электростатической системы, а также в высоковольтном источнике напряжения поляризации.

Указанные недостатки можно уменьшить, используя принцип равномерного перемещения. Он применен в так называемой изодинамической системе (Isodinamic drive-unit), разработанной фирмой RankWharfedaleLtd. В преобразователе используется легкая пленочная диафрагма, как и в случае электростатической системы, но возбуждается она магнитными силами. Следует добавить, что эта идея была предложена еще в 1922 г., когда на такое устройство был получен патент. Однако, подобно некоторым другим изобретениям, устройство не получило применения вследствие отсутствия материалов, удовлетворяющих необходимым требованиям.

Современное состояние техники и уровень развития технологии сделали эти устройства реальными. Диафрагма изодинамической системы выполняется из пластика, на который наносится медное покрытие. Часть металлизированной поверхности вытравливается, оставшееся покрытие образует проводники катушки. Практически масса диафрагмы составляет около 100 мг, что позволяет воспроизводить частоты выше 20 кГц.

Изготовление магнитной системы представляет значительные трудности для конструкторов. Достаточно сильное поле должно равномерно распределяться по всей поверхности диафрагмы, а также по обеим ее сторонам. Для повышения чувствительности обычно уменьшают расстояние между магнитами, но в данном случае пространство не должно быть очень маленьким, чтобы не препятствовать прохождению звуковых волн, излучаемых диафрагмой. При движении диафрагма не должна перемещаться в область ослабленного поля, так как в противном случае будут иметь место амплитудные искажения.

 

Изодинамический преобразователь

1 – жесткая пластина; 2 – блок магнитной системы;

3 – пластиковая рама; 4 – диафрагма.

 

Практическое решение проблемы заключается в изготовлении блока из магнитного материала, в котором пробивают отверстия по всей поверхности (показано на рисунке выше). Магнитный блок состоит из анизотропных керамических частиц, связанных синтетической резиной. Блок намагничивается полосами-магнитами, полярность которых чередуется. Диафрагма устанавливается между двумя секциями жесткой рамы и точно фиксируется шпильками через отверстия сверху и снизу рамы. Магнитный блок фиксируется в раме теми же шпильками. Две крышки предохраняют магнитный блок от повреждения. Изодинамическая система использована фирмой RankWharfedaleLtdв стереофонических телефонах.

 

Автор: Виктор Евгеньевич Скляров

HIVI M5A Трехполосные беспроводные активные полочные колонки 8-дюймовый изодинамический ленточный высокочастотный динамик с мидбасом WIFI WLAN Bluetooth Active Speaker | |

О деталях товаров, здесь мы подробно рассказываем: эти особенности произведены системой AliExpress, некоторые из них неверны или даже неправильны. Таким образом, правильная специфика продукта находится в подробном описании. Обычно в описании есть несколько картинок и много слов. А если у тебя 110В сзади.Обратите внимание на входное напряжение элементов. Поскольку мы не можем отметить это на нескольких позициях.

По поводу международной стоимости доставки / транспортировки, если стоимость доставки высока, пожалуйста, свяжитесь с нами. Иногда мы можем найти несколько более дешевых способов доставки, и мы 100% ответим вам! Пожалуйста, внимательно проверьте упаковку / коробку / посылку при доставке отправителя.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Модель		M5A
Тип системы		Трехполосная вентилируемая акустическая система
Конфигурация драйверов		НЧ-динамик 8 дюймов, среднечастотный динамик 75 мм, изодинамический ленточный твитер
Диапазон частот		35 Гц-20 кГц ± 2.5 дБ (свободное место)
Исходный вход		WiFi, WLAN, Bluetooth, оптический, коаксиальный, XLR, RCA
Номинальная мощность		510 Вт RMS
Частота кроссовера DSP		550 Гц, 3,6 кГц
РЕГУЛИРОВКА НИЗКОГО БАСА		± 3дБ
РЕГУЛИРОВКА ВРЕМЕНИ		± 3дБ
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ		> 95 дБ
SNR		> 95 дБ (невзвешенное)
РАЗМЕРЫ (Ш × Г × В)		280 * 362 * 475 мм
МАССА НЕТТО		Главный динамик: 21.5 кг; Ведомый динамик: 19,8 кг

.

плоский изодинамический высокочастотный динамик с неодимовой лентой Детали HIFI высокочастотный динамик аудио аксессуары для дома | объединенный | динамик

Внимание: цена указана только за 1 твитер, если вам нужна 1 пара, вы можете заказать 2 штуки, пожалуйста, знайте, что перед покупкой

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Среднеквадратичная мощность: 30 Вт

Номинальное сопротивление: 8 Ом

Материал диафрагмы: KAPTON

Материал проводящей линии: алюминиевая фольга

Материал магнита: N4512 Тип клемм-

: Plug

Самый низкий рекомендуемый кроссовер: ≥350 Гц

ПАРАМЕТРЫ

Чувствительность: 90 дБ

Диапазон частот: 200 Гц-20 кГц

Вес нетто: 410 г / шт.

Размеры: 89 * 200 * 11.3 (мм)

Упаковка:

1 ленточный твитер

.

HiVi Swans D300 hifi Stereo Active Bluetooth 5.0 Полочные колонки Настольные аудиосистемы 6,5-дюймовый мидвуфер Изодинамический ленточный твитер | |

Новый дизайн для Hi-Fi звука

Новое поколение полочных динамиков с недавно добавленным Bluetooth 5.0, драйверами премиум-класса и совершенно новым внешним видом.

Акустически острый дизайн

Рог-нагруженный ВЧ-динамик обеспечивает более высокую эффективность и более низкое искажение.Между тем, в изодинамическом ленточном твитере используется ультратонкая диафрагма, чтобы получить лучший переходный отклик, чем в традиционных твитерах.

6,5-дюймовый низкочастотный динамик обеспечивает глубокие мощные басы.

Боковые панели шкафа покрыты ПВХ, а передняя панель нестандартной формы. После долгих расчетов и измерений была разработана оригинальная передняя перегородка с рупорным твитером, окруженным изогнутыми поверхностями, что значительно снижает дифракцию и обеспечивает чистый звук.

Простота управления

3 ручки на задней стороне основного динамика для управления низкими, высокими частотами и громкостью. И низкие, и высокие частоты можно настроить на ± 3 дБ, вращая ручки. Для переключения между различными режимами ввода можно нажимать регулятор громкости.

Независимо от того, ставите ли вы динамики на пару подставок или на стол, вы всегда можете наслаждаться одинаковым хорошим качеством, установив переключатель в соответствующий режим.

ИК-пульт дистанционного управления позволяет свободно наслаждаться динамиками.

Несколько интерфейсов

Bluetooth 5.0 aptX для более быстрой передачи с меньшими задержками.

Когда логотип лебедя синий, динамики находятся в режиме Bluetooth. Фиолетовый для коаксиального кабеля, желтый для XLR, белый для оптического, голубой для AUX и красный для отключения звука.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

МОДЕЛЬ	D300
ТИП СИСТЕМЫ	2-полосная фазоинвертор 4-го порядка
ЧАСТОТНЫЙ ОТВЕТ	38 Гц-20 кГц (± 3 дБ, свободное пространство)
АУДИОВХОД	Bluetooth, оптический, коаксиальный, XLR, линейный
НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ	Твитер: 30 Вт × 2 RMS
	СЧ-динамик: 120 Вт × 2 RMS
ЧАСТОТА КРОССОВЕРА	3.0 кГц
НАСТРОЙКА НЧ	± 3дБ
НАСТРОЙКА ВЫСОКИХ частот	± 3дБ
ОТДЕЛЕНИЕ	> 87 дБ
SNR	> 102 дБ (взвешенный по шкале А)
РАЗМЕРЫ	219 × 315 × 352 мм
ВЕС НЕТТО	Основной динамик: 8.8 кг
	Ведомый динамик: 7,0 кг

.

HiVi Swans Hi-Fi Stereo M1A Classic Пассивный динамик для мониторов 2-полосный, вентилируемый, среднечастотный, 6.5 басов 4-го порядка Изодинамический ленточный твитер | |

M1A 2.0-канальные Hi-Fi домашние аудиосистемы мультимедийные колонки флагманские беспроводные полочные колонки Bluetooth, Wi-Fi, оптическая линия LAN поставить

Параметры

M1A
Тип системы	Двухполосная вентилируемая акустическая система 4-го порядка
Конфигурация драйверов	6.5-дюймовый мидбас-драйвер; твит с изодинамической лентой
Частотный диапазон	44 Гц-20 кГц ± 3 дБ (свободное пространство)
Гармонические искажения	90 Гц-20 кГц ≤ 1% (85 дБ / 1 м)
Аудио ввод	Оптический, Bluetooth, Wi-Fi, RJ45
Номинальная мощность	RMS 120 Вт × 2
Сигнал к шуму	> 91 дБ (невзвешенный)
Входная чувствительность	400 мВ
Входное сопротивление	22 кОм
Максимальный ввод	3000 мВ
финиш	Роскошный массив березы
Размер (Ш × Д × В)	9.45 дюймов × 14,17 дюйма × 14,53 дюйма
Вес нетто (каждый)	Главный динамик: 30,64 фунта; Ведомый динамик: 29,98 фунтов

Современные беспроводные колонки Hi-Fi

M1A — это флагманские беспроводные полочные колонки Swan, созданные для современной эпохи интернет-облачных медиа.Оно имеет

полный набор интерфейсов, поддерживающий Bluetooth, Wi-Fi, оптический, LAN и линейный вывод. Его можно использовать в

гостиная, дестоп, игровая установка или профессиональные студии звукозаписи и т. д.

Звук, удостоенный награды

M1A использует экранированный изодинамический ленточный твитер Swan нового поколения и профессиональный 6.5 ”кевлар

конический вуфер. Каждый драйвер работает в оптимальном линейном диапазоне, благодаря чему два драйвера работают без сбоев.

вместе и улучшая динамический диапазон звука.

Роскошный шкаф из массива дерева

Роскошная массивная древесина высокой плотности применена для создания корпуса с низким резонансом, подходящего для высококачественного звука.

размножение.

Многофункциональный пульт дистанционного управления

Легкое переключение между различными режимами может быть выполнено с помощью этого модного пульта дистанционного управления для рисования проволоки. Вы также можете отрегулировать громкость по своему усмотрению.

По причине количества продаж у нас нет возможности построить центр послепродажного обслуживания в вашем регионе.Но цена нашей продукции дешевле при том же качестве, мы стараемся предоставить лучший сервис!

Гарантийный срок на все наши изделия — 2 года. В течение 2 лет мы можем предоставить запчасти бесплатно. и вам не нужно платить стоимость доставки из Китая, требуется сотрудничество покупателя и продавца для диагностики неисправностей. Через 2 года мы можем предоставить запасные части бесплатно. Но покупатель должен оплатить стоимость доставки из Китая.

.