Типы автомобильных динамиков

Остановившись в очередной раз на тематике звука, хотелось бы поподробнее рассмотреть влияние на звук и его качество самих динамиков. Все динамики подразделяются на три основных типа: Широкополосные, Коаксиальные и, конечно, Компонентные. Остановимся поподробнее на каждом из предоставленных типов динамиков. Широкополосный тип динамиков представляет собой динамики для воспроизведения широкой полосы частот, из достоинств можно отметить дешевизну данного типа динамиков и удобство использования для автолюбителей, не требующих от звука повышенных характеристик звучания. Из-за широкого диапазона воспроизводимых частот часть их съедается, качественно воспроизводится лишь диапазон средних частот. Коаксиальные динамики стоят дороже, но имеют дополнительные преимущества перед широкополосниками. Коаксиальный динамик состоит из двух диффузоров, высокочастотника и низкочастотника находящихся на одной оси. Конструктивно высокочастотный динамик располагается над низкочастотным динамиком. Особенности такой конструкции дают значительный прирост в качестве звучания за счет корректного воспроизведения диапазона высоких и низких частот, при этом наблюдается проседание в области средних частот, что является минусом коаксиального типа динамиков. В развитие данного типа стали изготавливать улучшенный вид коаксиальных динамиков, состоящий из трех динамиков, логично предположить, что к высокочастотным и среднечастотным динамикам добавляется динамик для воспроизведения среднечастотного диапазона. С помощью такого введения ликвидируется провал по средним частотам и обеспечивается высокое качество звучания динамиков коаксиального типа. Хочется поподробнее остановиться на Компонентных типах динамиков, предварительно обозначив, что они по праву занимают лидирующее место в мире звука. Они самые дорогие, так как для различных частотных диапазонов применяются различные динамики. Для разделения общего звука по частотным диапазонам используют непитаемые кроссоверы. Самые распространенные варианты компонентных динамиков состоят из Сабвуферов, Среднечастотных динамиков и Высокочастотных динамиков (так называемых пищалок). Самое весомое преимущество компонентного типа динамиков является удобство установки, каждый динамик из системы может быть установлен независимо друг от друга.

На сегодняшний день существует несколько основных вариантов построения аудиосистемы.
Классическое стерео. До сих пор большинство специалистов и аудио-любителей считают, что МУЗЫКУ лучше всего слушать именно в двухканальном формате.

Напомним – для создания качественной автомобильной аудиосистемы необходимо выполнить следующие условия:

- Определиться со структурой и составом будущей аудиосистемы.
- Правильно подобрать компоненты.
- Качественно установить музыкальную систему в автомобиле.

Все три составляющие имеют важнейшее значение! Невыполнение хотя бы одной из них неизменно повлечет катастрофические последствия, – затея получить хороший звук с треском провалится.
Правильно подобранные и очень качественные компоненты могут играть вполне посредственно или вообще не играть, если установить их неправильно. С другой стороны, даже великие мастера-инсталляторы не получат хороший результат, если будут создавать систему из составляющих низкого уровня.
Начинать все же следует с определения структуры, конфигурации будущей системы – с самого начала.
А сначала было МОНО – воспроизведение записанного на пленку звука одним каналом, – фактически из одной точки.
Попытки обеспечить пространственность воспроизводимой фонограммы привели к созданию в 30-е годы прошлого столетия формата "стерео" (от греческого stereos – пространственный, объемный). Изначально этот термин использовался для названия многоканальной записи: первые эксперименты с объемным звучанием проводились с тремя каналами. Окружающий звук в кино (даже если там использовалось шесть дорожек) тоже долгое время назывался "стерео". Ассоциация слова "стерео" именно с двухканальными фонограммами была вызвана тем, что первые стереопластинки и появившееся позже FM-радиовещание были именно двухканальными. Однако в кинопроизводстве еще долго пользовались термином "стерео" для названия многоканальной фонограммы к фильмам. Даже четырехканальная система Dolby называлась "Dolby Stereo". А вот в наше время термин "стерео" у большинства ассоциируется именно с двумя каналами.Так что давайте не будем устраивать революцию в умах и согласимся: стерео – это формат, в котором звук воспроизводится двумя каналами – левым и правым.
Так что же нужно для создания стереосистемы вообще, а автомобильной – в частности?
Нужен источник сигнала, усилитель этого сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы динамиков, и пара этих самых динамиков.
Применительно к автомобилю, источник и усилитель – это традиционная магнитола.

Схема эта, кстати, достаточно распространенная, имеющая свои достоинства и недостатки. Основное достоинство – минимум компонентов и, соответственно, невысокая стоимость. Играть такая система может довольно прилично, но негромко. Мы уже отмечали, что сигнал должен быть усилен до уровня, достаточного для нормальной работы акустических систем. Так вот, в данной конфигурации уровня сигнала как раз будет недостаточно. Дело в том, что надпись на любой современной автомагнитоле, например, 4 х 50 Вт – не более чем маркетинговый ход, которым пользуются практически все производители. Реально "номинальных", то есть неискаженных ватт так 15 – 18, – и это еще хороший "магнитольный" усилитель. Думаю, многим приходилось слышать рассказ начинающего любителя автозвука: "Купил магнитолу 4 х 50 Вт, мощные динамики (например, "блины" размером 6 х 9" по 300 Вт), а они оказались слабыми. Хрипят!". Традиционное заблуждение! Динамики здесь совершенно не виноваты. Для того, чтобы эти динамики играли хорошо и громко, на них нужно подать достаточно мощный сигнал. Может, заявленных 50 Вт как раз хватило бы, но магнитола на такой мощности выдает сигналы, далекие от музыкальных. Искажения на полной громкости настолько велики, что именно эти "хрипы" и воспроизводятся ни в чем не повинными динамиками. "Этот стон у нас песней зовется…"
Вывод: для качественного звука нужен дополнительный усилитель, например, двухканальный. Одна из аксиом автозвука: серьезная музыкальная система начинается с установки дополнительного усилителя мощности .

Ну вот, казалось бы, наконец получили полноценную систему. Всё!
К сожалению, – не всё. Стандартные по размеру динамики по своим конструктивным особенностям не в состоянии воспроизводить самую низкую часть музыкального спектра. И в домашних, и в автомобильных системах эта задача возлагается на сабвуфер, который доносит до нашего слуха звучание самых низких басовых инструментов. Очень распространенное и, естественно, ошибочное мнение: "Люблю слушать спокойную музыку, поэтому сабвуфер, от которого "крышу сносит", мне не нужен". "Сносить крышу" – не основная и далеко не единственная задача сабвуферного звена. Думаю, нетрудно представить себе такую картину. Вы слушаете в концертном зале "живой звук", и вдруг умолкает контрабас, а барабанщик перестает стучать в бас-барабан. Это вряд ли понравится даже тем, у кого в детстве медведь потоптался по органам слуха.
Аналогичная ситуация с аудиосистемой без сабвуфера: вы просто не будете слышать часть воспроизводимой фонограммы, причем очень значительную часть. Поэтому для качественной музыкальной системы как минимум нужен хотя бы один сабвуфер и еще один канал усиления. "Но как же стереокартинка, создаваемая двумя каналами?" – спросите вы. Введение в систему третьего – басового канала стереоэффект не разрушает, даже если сабвуфер располагается сзади. Дело в том, что частоты ниже 70 – 80 Гц не информативны, то есть не локализуются и не "тянут" на себя информацию. Стереоэффект на этих частотах тоже не работает, поэтому на практике чаще всего используется один сабвуфер, на который подается монофонический сигнал повышенной мощности.
Совсем уже полноценная схема-это минимальная схема, в которой чаще всего используется четырехканальный усилитель, два канала которого подключены к фронтальной акустике, а два других соединены мостом и обеспечивают работу сабвуфера. Достоинства такой схемы очевидны: небольшое количество компонентов позволяет существенно сэкономить на расходах.

В более "навороченных" системах применяются два и более усилителя мощности, компонентная акустика, несколько сабвуферов, различные дополнительные устройства – активные и пассивные кроссоверы, эквалайзеры, процессоры звуковых сигналов, буферные конденсаторы и т.д.
Ну и совсем уж традиционные вопросы: "А что же, задние динамики совсем не нужны? А как же задняя полка? Как же надпись на магнитоле – «4 х 50»? Зачем четыре? Как понять производителей акустики, которые упорно и в больших количествах выпускают динамики размером 6 х 9 дюймов, – так называемые "лопухи" или "блины"?
Да, действительно, в формат высококлассной стереосистемы полноценные задние динамики не вписываются. Их производство и популярность объясняется несколькими причинами.
Задняя полка, особенно в кузовах типа "седан", – удобное место для размещения динамиков. В автомобилях "удобных" мест немного, поэтому часто динамики ставят "куда влезут", а не туда, где они будут звучать.
Иллюзия так называемого "объемного" звука. Различные инструменты и исполнители не просто слышатся "откуда попало", но чаще всего вообще не локализуются Невозможно понять – откуда исходит этот звук. По большей части неграмотную, бездарную установку динамиков оправдывают понятием "объемный звук". А истина проста: динамики ставят туда, куда удобно, чаще всего пренебрегая результатом.
И все-таки мы не станем категорически утверждать, что тыловые динамики в серьезных автомобильных системах не устанавливаются вообще. Есть такое понятие "тыловая подзвучка" – создание эффекта отраженного сигнала, грамотное применение которого позволяет достаточно реально передать атмосферу "живого" концертного зала. Задача создания подзвучки не так проста, как может показаться на первый взгляд.
Источник:http://www.forz.com.ua/?action=show&article_id=58&section_id=2&topic_id=23

Стандарты мощности аудио DIN,RMS,PMPO

Многообразие применяемых стандартов измерения выходной мощности усилителей и мощности колонок может сбить с толку любого. Вот блочный усилитель солидной фирмы 35 Вт на канал, а вот дешевенький музыкальный центр с наклейкой 1000 Вт. Такое сравнение вызовет явное недоумение у потенциального покупателя. Самое время обратиться к стандартам...

Стандарты мощности (DIN,RMS,PMPO)
Номинальная мощность - мощность при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.
В Европе 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)
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.
PMPO (Peek Music Power Output)- Музыкальная мощность (запредельная :-)) - мощность, которую динамик колонки может выдержать в течение 1 -2 секунд на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения. Обычно в 10 - 20 раз выше DIN.
Как правило, серьезные западные производители указывают мощность своих изделий в DIN, а производители дешевых музыкальных центров и компьютерных колонок в PMPO.

Особенности стандартов,описывающих мощность в звукотехнике
Многим иногда приходилось задумываться, что же именно обозначает мощность, в том или ином виде приводимая в паспортах акустических систем и звукоусилительной аппаратуры. Материалов на эту тему в сети и печатных изданиях встречается на удивление мало, внятных ответов на вопросы тоже.

Международные стандарты
RMS (Root Mean Squared)- среднеквадратичное значение мощности, ограниченной заданными нелинейными искажениями.
Мощность замеряется синусоидальным сигналом на частоте 1 кГц при достижении 10% THD. Она вычисляется, как произведение среднеквадратичных значений напряжения и тока при эквивалентном количестве теплоты, создаваемой постоянным током. То есть, эта мощность численно равна квадратному корню из произведения квадратов усредненных величин напряжения и тока.
Для синусоидального сигнала среднеквадратичное значение меньше амплитудного в V2 раз (x 0,707). Вообще же, это виртуальная величина, термин "среднеквадратичный", строго говоря, может быть применен к напряжению или силе тока, но не к мощности. Известный аналог - действующее значение (все знают его для сети электропитания переменным током - это те самые 220 V ).
Попробую объяснить, почему это понятие для описания звуковых характеристик малоинформативно.
Среднеквадратичная мощность - это производящая работу. То есть, имеет смысл в электротехнике. И относится не обязательно к синусоиде. В случае музыкальных сигналов громкие звуки мы слышим лучше, чем слабые. И на органы слуха воздействуют больше амплитудные значения, а не среднеквадратичные. То есть громкость не эквивалентна мощности. Поэтому среднеквадратичные значения имеют смысл в электросчетчике, а вот амплитудные в музыке. Еще более популистский пример - АЧХ. Провалы АЧХ заметны меньше, чем пики. То есть громкие звуки более информативны, чем тихие, а усредненное значение будет мало о чем говорить.
Таким образом, стандарт RMS был одной из не самых удачных попыток описать параметры звуковой аппаратуры, которые не отражают громкость, как величину.
В усилителях и акустике этот параметр тоже, по сути, имеет весьма ограниченное применение - усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности (когда возникает клиппинг, ограничение амплитуды усиливаемого сигнала с возникающими специфическими динамическими искажениями), еще поискать. До достижения максимальной мощности искажения транзисторных усилителей, например, не превышают зачастую сотых долей процента, а уж выше резко возрастают (нештатный режим). Многие акустические системы при длительной работе с таким уровнем искажений уже способны выйти из строя.
Для совсем уж дешевой техники указывается другая величина - PMPO, совсем уж бессмысленный и никем не нормированный параметр, а значит, друзья-китайцы измеряют его так, как бог на душу положит. Если точнее, в попугаях, причем каждый в своих. Значения PMPO часто превышают номинальные вплоть до коэффициента 20.

PMPO (Peak Music Power Output)- пиковая кратковременная музыкальная мощность, величина, которая означает максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений вообще за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS, но, вообще, не нормировано). Как следует из описания, параметр еще более виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Посоветую эти значения не воспринимать всерьез и на них не ориентироваться. Если вас угораздило покупать аппаратуру с параметрами мощности, указанными только, как PMPO, то единственный совет - послушать самостоятельно и определить, подходит это вам или нет.

DIN 45500- комплекс общепринятых стандартов IEEE, описывающих различные звукоусилительные характеристики аппаратуры более достоверным образом.

DIN POWER- значение выдаваемой на реальной нагрузке (для усилителя) или подводимой (к АС) мощности, ограниченной нелинейными искажениями. Измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD (нелинейных искажений). Строго говоря, есть и другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность уже музыкального сигнала. Обычно указываемая величина DIN music выше, чем приводимая как DIN.

Отечественные стандарты
Номинальная мощность- величина искусственная, она оставляет свободу выбора изготовителю. Разработчик волен указать значение номинальной мощности, соответствующее наиболее выгодному значению нелинейных искажений. Обычно указанная мощность подгонялась под требования ГОСТ к классу сложности исполнения при наилучшем сочетании измеряемых характеристик. Указывается как у АС, так и у усилителей. Иногда это приводило к парадоксам - при искажениях типа "ступенька", возникающих в усилителях класса АВ на малых уровнях громкости, уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. Таким образом достигались рекордные номинальные характеристики в паспортах усилителей, с крайне низким уровнем искажений при высокой номинальной мощности усилителя. Тогда как наивысшая статистическая плотность музыкального сигнала лежит в диапазоне амплитуд 5-15% от максимальной мощности усилителя. Вероятно, поэтому российские усилители заметно проигрывали на слух западным, у которых оптимум искажений мог быть на средних уровнях громкости, тогда как в СССР шла гонка за минимумом гармонических и иногда интермодуляционных искажений любой ценой на одном, номинальном (почти максимальном) уровне мощности.

Паспортная шумовая мощность- электрическая мощность, ограниченная исключительно тепловыми и механическими повреждениями (например: сползание витков звуковой катушки от перегрева, выгорание проводников в местах перегиба или спайки, обрыв гибких проводов и т.п.) при подведении розового шума через корректирующую цепь в течение 100 часов.

Максимальная кратковременная мощность- электрическая мощность, которую громкоговорители АС выдерживают без повреждений (проверяется по отсутствию дребезжаний) в течение короткого промежутка времени. В качестве испытательного сигнала используется розовый шум. Сигнал подается на АС в течение 2 сек. Испытания проводятся 60 раз с интервалом в 1 минуту. Данный вид мощности дает возможность судить о кратковременных перегрузках, которые может выдержать громкоговоритель АС в ситуациях, возникающих в процессе эксплуатации.

Максимальная долговременная мощность- электрическая мощность, которую выдерживают громкоговорители АС без повреждений в течение 1 мин. Испытания повторяют 10 раз с интервалом 2 минуты. Испытательный сигнал тот же. Максимальная долговременная мощность определяется нарушением тепловой прочности громкоговорителей АС (сползанием витков звуковой катушки и др.).

Общая терминология
Розовый шум- группа сигналов со случайным характером и равномерной спектральной плотностью распределения по частотам, убывающей с увеличением частоты со спадом 3 дБ на октаву во всем диапазоне измерений, с зависимостью среднего уровня от частоты в виде 1/f. Розовый шум имеет постоянную (по времени) энергию на любом из участков частотной полосы.

Белый шум- группа сигналов со случайным характером и равномерной и постоянной спектральной плотностью распределения по частотам. Белый шум имеет одинаковую энергию на любом из участков частот.

Октава- музыкальная полоса частот, соотношение крайних частот которой равно 2.

Электрическая мощность Мощность, рассеиваемая на омическом эквивалентном сопротивлении, равном по величине номинальному электрическому сопротивлению АС, при напряжении, равном напряжению на зажимах АС. То есть, на сопротивлении, эмулирующем реальную нагрузку в тех же условиях.

Источник: http://release.narod.ru/5.htm