Everything for Home Media - Recenzje | Wskazówki dotyczące kupowania | | projekt Nowości technologiczne

Jaka jest idealna konfiguracja głośników?

0

Każdy, kto od jakiegoś czasu zajmuje się audio, prawdopodobnie rozwinął preferencje dla określonego stylu głośników i określonej konfiguracji sterowników. Ta preferencja może być oparta na osobistym doświadczeniu, opinii zaufanego recenzenta, wiedzy technicznej, a może nawet próbach samodzielnego budowania głośników. Właściwie jest wiele sposobów na zbudowanie dobrego głośnika i na pewno jest miejsce na osobisty gust. Mimo to często jestem zaskoczony, jak mało ludzi (nawet tych, którzy są głęboko zaangażowani w audio) naprawdę rozumie wpływ różnych konfiguracji sterowników na wydajność.

Wiele z tego wyjaśniono w książce The Loudspeaker Design Cookbook. Kiedy po raz pierwszy przeczytałem The LDC 20 lat temu, prawdopodobnie zwiększyło to moje zrozumienie działania głośników o rząd wielkości. To, co tutaj przedstawię, jest znacznie mniej techniczne. Zachęcam wszystkich audiofilów i recenzentów do głębszego kopania, wybierając egzemplarz LDC, który jest już w siódmym wydaniu i który został napisany przez Vance’a Dickasona, redaktora magazynu Voice Coil i jednego z najbardziej doświadczonych projektantów głośników na świecie.

Aby zrozumieć, dlaczego niektóre konfiguracje sterowników działają lepiej niż inne w określonych sytuacjach, ważne jest zrozumienie kilku ogólnych zasad:

1) Jeśli wszystkie inne rzeczy są takie same, im większa średnica przetwornika, tym niższe częstotliwości może on odtwarzać i tym trudniej będzie mu odtwarzać wysokie częstotliwości. Znowu jest to ogólna zasada, prawdziwa tylko wtedy, gdy wszystkie inne rzeczy są równe.

2) Rozproszenie głośnika (równomierność, z jaką rozprasza dźwięk we wszystkich kierunkach) jest głównie funkcją jego średnicy – ​​lub, w przypadku głośników owalnych lub prostokątnych, ich wymiarów poziomych i pionowych. Dobrą zasadą jest to, że dyspersja przetwornika zaczyna się zawężać (lub „wiązka") przy częstotliwości, której długość fali odpowiada wymiarowi przetwornika. Aby to obliczyć, należy podzielić 13 512 (prędkość dźwięku w calach na poziomie morza) przez efektywną powierzchnię promieniowania kierowcy. Na przykład 6,5-calowy głośnik niskotonowy z efektywną średnicą obszaru promieniowania wynoszącą pięć cali (mierzoną od szczytu surround do przeciwległego szczytu) zaczyna emitować z częstotliwością około 2702 Hz, czyli 13 512 podzielonych przez pięć.

Dyspersja jest ważna, ponieważ daje głośnikowi duży, otwarty, naturalny dźwięk. Jeśli dyspersja głośnika jest słaba, będzie się wydawać, że dźwięk pochodzi z głośnika, a nie z prawdziwego wokalisty lub instrumentu. Słaba dyspersja w środku pasma może również powodować zabarwienie głosów „złożonych dłoni”, tak jakby wokaliści mieli ręce złożone wokół ust.

Być może już zorientowałeś się, jaki jest największy dylemat w projektowaniu głośników: im mniejszy przetwornik, tym szersza jego dyspersja (patrz tabela pomiarów poniżej, kliknij na zdjęcie, aby zobaczyć je w większym oknie); jednak im mniejszy przetwornik, tym gorzej radzi sobie z niskimi częstotliwościami. Trochę więcej kontemplacji może doprowadzić do uświadomienia sobie, że „prostsze znaczy lepsze” rzadko występuje w kolumnach. Im prostszy głośnik, tym bardziej prawdopodobne jest, że będzie miał jakąś kombinację nierównego pasma przenoszenia, słabej dyspersji, braku odpowiedzi basów i/lub wysokich tonów i/lub wysokich zniekształceń.

Jaka jest idealna konfiguracja głośników?

Rozważmy zalety i wady niektórych najpopularniejszych konfiguracji głośników. Jedna uwaga: istnieje niezliczona ilość czynników, które wpływają na wydajność głośników, w tym konstrukcja i materiały przetworników, konstrukcja i materiały obudowy, obciążenie basów obudowy, nachylenie zwrotnicy itp. Jednak są one poza zakresem tego artykułu, który dotyczy konkretnie konfiguracji przetworników. Aby dokładniej zrozumieć wewnętrzne działanie głośników, zapoznaj się z książką kucharską Loudspeaker Design lub inną dogłębną pracą referencyjną.

Jednokierunkowy (pojedynczy przetwornik, pełnozakresowy)
Niektórzy audiofile i recenzenci skłaniają się ku projektom z jednym przetwornikiem, ponieważ uważają, że wyeliminowanie obwodu zwrotnicy w celu podziału sygnału audio na tony niskie i wysokie zapewnia większą czystość dźwięku. Problem polega na tym, że wiąże się to z kosztami, które często są ekstremalne. Większe przetworniki pełnozakresowe mają nierówną charakterystykę wysokich częstotliwości i wyjątkowo słabą dyspersję wysokich tonów. Mniejsze przetworniki pełnozakresowe, takie jak 3,5-calowy głośnik używany w ostatnio recenzowanym tutaj głośniku Role Audio Sampan FTL, mogą mieć dość gładką odpowiedź wysokich tonów, a nawet dyspersję do gdzieś między 5 a 7,5 kHz, więc mogą brzmieć dobrze – ale ponieważ częstotliwości rezonansowe tych przetworników mają zwykle wartość 100 Hz lub wyższą, oferują one niewielką lub żadną odpowiedź basową. W porównaniu z przyzwoitym, jednocalowym tweeterem, ich odpowiedź wysokich tonów nie będzie tak gładka, a ich dyspersja nie będzie tak szeroka.

To powiedziawszy, w tanich produktach czasami najlepszym wyborem są przetworniki szerokopasmowe. Miło wspominam świetnie brzmiące, niedrogie systemy Cambridge SoundWorks zaprojektowane przez legendarnego Henry’ego Klossa, w których zastosowano szerokopasmowe 2,5- lub 3-calowe głośniki w obudowach w kształcie sześcianu, wzbogacone o tani, ale skuteczny moduł basowy pasmowoprzepustowy. Wielokrotnie doradzałem producentom niedrogich soundbarów stosowanie pojedynczych, pełnozakresowych przetworników zamiast oddzielnych głośników niskotonowych i wysokotonowych; w tych cenach prawie niemożliwe jest znalezienie dobrze brzmiącego głośnika wysokotonowego i dołączenie odpowiedniego układu zwrotnicy.

Jaka jest idealna konfiguracja głośników?Głośniki z małymi przetwornikami szerokopasmowymi, takie jak Sampan FTL lub Kvart & Bolge Sound Sommeliers (pokazane tutaj) mają swój urok, często zapewniając gładką odpowiedź i pięknie spójną dyspersję od niższej średnicy do niższej góry, co przekłada się na gładkość i naturalne odtwarzanie głosu. Jednak nie brzmią tak przewiewnie ani przestrzennie jak głośniki z typowym jednocalowym głośnikiem wysokotonowym i nie grają naprawdę głośno ani nie dostarczają dużo basu. Ale można je rozszerzyć za pomocą subwoofera.

Nie widzę, jak kolumny wykorzystujące większe pojedyncze głośniki można uznać za produkty wysokiej wierności. Niektórzy audiofile je lubią, ale z tego, co mogę powiedzieć, ich atrakcyjność jest bardziej filozoficzna niż muzyczna. Anomalie w zakresie odpowiedzi częstotliwościowej i dyspersji wprowadzane przez te głośniki są łatwe do usłyszenia i zmierzenia; więc moim zdaniem nie ma wiarygodnego sposobu, aby nazwać ich brzmienie naturalnym lub neutralnym. Niektóre z tych głośników dodają super-tweeter, aby uzyskać bardziej rozszerzoną charakterystykę wysokich tonów, ale ich ogólna charakterystyka częstotliwościowa nadal będzie chropowata, a ich dyspersja wąska w dolnej górze i wyższej średnicy.

Są też pełnozakresowe głośniki panelowe elektrostatyczne i magnetoplanarne, takie jak, odpowiednio, MartinLogan i Magnepan. To zupełnie inna sprawa, ponieważ emitują dźwięk do tyłu i do przodu, co pomaga przeciwdziałać problemom z dyspersją powodowanym przez duże powierzchnie promieniujące paneli. Wiele z tych głośników wykorzystuje zakrzywione panele, aby poszerzyć ich dyspersję. Nie są w stanie zapewnić głębokiego basu przy dużej głośności ani takiego rodzaju skupionego obrazowania, jakie może wytworzyć dobry głośnik dynamiczny (tj. stożkowo-kopułkowy), ale wciąż wielu audiofilów i recenzentów uważa te głośniki za jedne z najlepszych dostępnych na rynku Cena £.

Jaka jest idealna konfiguracja głośników?Dwudrożne (woofer/tweeter)
Głośniki łączące pojedynczy głośnik niskotonowy i pojedynczy głośnik wysokotonowy są najbardziej powszechne, a niektórzy audiofile i recenzenci uważają je za najlepsze, często powołując się na maksymę „prostsze znaczy lepsze”. Po raz kolejny to pojęcie nie ma zastosowania. Tak, głośniki dwudrożne są zazwyczaj prostsze niż modele trójdrożne, ale ta prostota wymaga kompromisu, który występuje zwykle przy częstotliwościach od dwóch do czterech kHz, gdzie ucho jest najbardziej wrażliwe.

Problem z głośnikami dwudrożnymi pojawia się w punkcie podziału, czyli częstotliwości, z jaką dźwięk jest przekazywany z głośnika niskotonowego do wysokotonowego. Jak wspomnieliśmy powyżej, im większy głośnik niskotonowy, tym bardziej jego dyspersja zaczyna się zawężać przy wyższych częstotliwościach. Kiedy przechodzisz od środka do góry, dyspersja zawęża się, gdy zbliża się do punktu podziału, a następnie ponownie otwiera się szeroko, gdy dźwięk przechodzi do głośnika wysokotonowego, który zwykle ma średnicę 1 lub 0,75 cala, a tym samym rozprasza dźwięk szeroko do górna oktawa sopranów (od 10 do 20 kHz).

Jednym z rozwiązań jest użycie mniejszego głośnika niskotonowego, w którym to przypadku poświęcasz odpowiedź basową. Możesz też przesunąć punkt zwrotnicy niżej, aby głośnik niskotonowy nie był aktywny przy wysokich częstotliwościach. Ale potem zaczynasz nadmiernie obciążać głośnik wysokotonowy, który prawdopodobnie nie ma wystarczającego obszaru promieniowania lub wychylenia (ruch przód-tył), aby odtworzyć te niższe częstotliwości.

Oczywiście, wielu projektantów głośników poszło z sukcesem na ten kompromis, ponieważ istnieje niezliczona ilość dwudrożnych głośników, które świetnie brzmią. Z kilkoma wyjątkami wolę głośniki dwudrożne z jednocalowymi głośnikami wysokotonowymi i głośnikami niskotonowymi nie większymi niż 5,25 cala, z punktami podziału poniżej około 2,2 kHz. Oczywiście każdy głośnik dwudrożny można rozbudować o subwoofer.

Są tu jednak dwa wyjątki. Po pierwsze, niektóre przetworniki wysokotonowe mają wystarczającą odpowiedź w zakresie średnich tonów, aby można je było bezpiecznie przełączyć na głośnik niskotonowy o niższej częstotliwości, zwykle między 800 Hz a 1,5 kHz. Należą do nich głośniki wysokotonowe tubowe wykorzystujące przetworniki kompresyjne (nie kopułkowe z falowodem w kształcie tuby), niektóre głośniki wysokotonowe wstęgowe oraz panele elektrostatyczne i magnetoplanarne. Dlatego dwudrożna konstrukcja dobrze sprawdza się np. w kolumnach tubowych JBL i Klipsch, a także w dwudrożnych kolumnach elektrostatycznych MartinLogan.

Innym wyjątkiem jest to, że duże głośniki niskotonowe o małej ruchomej masie i wysokiej czułości mogą wytwarzać naturalnie brzmiące średnice i mogą być krzyżowane przy stosunkowo wysokich częstotliwościach. Często głośnik niskotonowy ma plisowaną ramkę (część, która łączy stożek z koszem) zamiast bardziej popularnej ramki półrolkowej. Dzięki jednemu z nich możesz uzyskać pełnozakresowy dźwięk z dwudrożnego. Przykładami są profesjonalne monitory JBL M2 (pokazane tutaj) i głośniki DeVore Fidelity Orangutan.

Jaka jest idealna konfiguracja głośników?Trójdrożny (woofer/średniotonowy/wysokotonowy)
Większość znanych mi projektantów głośników uważa, że ​​trójdrożny projekt jest najlepszym, wszechstronnym wyborem. Trójdrożna konstrukcja daje przewagę małych, pełnozakresowych głośników opisanych powyżej: martwą płaską charakterystykę częstotliwościową i stałą dyspersję w większości zakresu wokalnego. Dzieje się tak dlatego, że punkty podziału zwykle wynoszą około 300 do 600 Hz między głośnikiem niskotonowym a średnicą i 2,8 do czterech kHz między średnicą a głośnikiem wysokotonowym. Otrzymujesz szeroką dyspersję głośnika wysokotonowego 1 lub 0,75 cala bez obaw o zniekształcenia lub awarię głośnika wysokotonowego. Projektant może również użyć większego głośnika niskotonowego (lub dwóch lub trzech), aby uzyskać głębsze brzmienie basów. Dobrze zaprojektowany głośnik trójdrożny może zapewnić wysoką moc, niezwykle naturalny dźwięk bez większych anomalii w równowadze tonalnej i zmierzoną wydajność zbliżoną do ideału.

Nie oznacza to jednak, że głośniki trójdrożne są doskonałe pod każdym względem. Głośniki, które używają głośnika średniotonowego, który jest tego samego rozmiaru lub tylko nieco mniejszy niż głośnik niskotonowy, są powszechne; będą grać głośniej niż głośniki z mniejszymi przetwornikami średniotonowymi, ale zazwyczaj nie zapewniają tak konsekwentnie szerokiej dyspersji średnich tonów. Słyszałem też kilka trójdrożnych głośników, w których przetwornik średniotonowy został przełączony do dużego głośnika niskotonowego przy zbyt wysokiej częstotliwości, co sprawia, że ​​głosy brzmią nienaturalnie nadęty, ponieważ pochodzą z dużego głośnika niskotonowego.

Ciężko jest też zrobić głośnik trójdrożny niskim kosztem. Projektant musi dodać przetwornik średniotonowy, oddzielną wewnętrzną obudowę dla przetwornika średniotonowego, ogólnie większą obudowę i zazwyczaj dwie lub trzy dodatkowe cewki indukcyjne, dwa lub trzy dodatkowe kondensatory i dodatkowy rezystor. Pomnóż koszt tych dodatkowych części przez pięć lub sześć razy, aby uzyskać wzrost ceny detalicznej, a następnie dodaj trochę więcej, aby uzyskać droższą wysyłkę, a zaczynasz rozumieć, dlaczego istnieje kilka głośników trójdrożnych w cenie poniżej 400 USD za parę.

Powszechnym wariantem głośnika trójdrożnego jest głośnik dwuipółdrożny. Zwykle wykorzystuje jeden głośnik wysokotonowy i dwa lub trzy dopasowane głośniki niskotonowe. Głośnik niskotonowy znajdujący się najbliżej głośnika wysokotonowego jest jak zwykle skrzyżowany z głośnikiem wysokotonowym. Znajdujące się pod nim głośniki niskotonowe są filtrowane dolnoprzepustowo, zwykle przy częstotliwości 300 do 800 Hz, więc wzmacniają moc basów górnego głośnika niskotonowego, ale w większości pozostają poza średnicą. Jeśli poprowadzisz wszystkie głośniki niskotonowe równolegle, przecinając je do głośnika wysokotonowego, będą one zakłócać się nawzajem w zakresie średnicy, wytwarzając pionowo wąskie wiązki dźwięku (tzw. „lobes”) o określonych częstotliwościach. Chociaż dwu-ipółdrożne konstrukcje zapewniają więcej basów niż porównywalne modele dwudrożne, nadal stanowią te same wyzwania, co głośniki dwudrożne, jeśli chodzi o wybór odpowiedniego punktu podziału między głośnikiem niskotonowym i wysokotonowym.

Cztery i więcej
Kiedy już przejdziesz do droższych modeli, powszechne stają się głośniki cztero- i pięciodrożne. W większości są to w zasadzie modele trójdrożne z dodanym dużym głośnikiem niskotonowym dla głębszego basu. Posiadają wszystkie zalety modeli trójdrożnych z jeszcze większą ilością basu, ale przy wyższych kosztach. Konstrukcja czterodrożna jest szczególnie korzystna w przypadku głośników ze zwrotnicami pierwszego rzędu ze względu na obciążenia, jakie wywierają na ich przetworniki.

Właśnie zarysowałem tutaj powierzchnię tego tematu i zachęcam do zapoznania się z nim, czytając LDC lub inną dobrą książkę informacyjną na temat głośników.

Źródło nagrywania: hometheaterreview.com

Ta strona korzysta z plików cookie, aby poprawić Twoje wrażenia. Zakładamy, że nie masz nic przeciwko, ale możesz zrezygnować, jeśli chcesz. Akceptuję Więcej szczegółów