Широкополосные динамики: устройство и принцип работы

Широкополосные динамики - неотъемлемая часть современных акустических систем. Их популярность обусловлена простотой конструкции и универсальностью применения. Однако получить качественный полноценный звук на таких излучателях непросто. Давайте разберемся, как устроена акустика широкополосных динамиков и как добиться от нее максимального результата.

Устройство и принцип работы широкополосных динамиков

Широкополосные динамики появились еще в середине XX века, когда инженеры впервые начали экспериментировать с электрическим усилением звука. Первые образцы таких динамиков были очень примитивны - это была просто катушка с мембраной, колеблющейся на широком диапазоне частот. По мере совершенствования технологий широкополосные динамики становились все более качественными и вскоре получили широкое распространение благодаря своей универсальности.

Современный широкополосный динамик имеет следующие основные компоненты:

• Магнитная система, создающая постоянное магнитное поле
• Подвижная катушка, по которой протекает звуковой сигнал
• Подвес, соединяющий катушку с диффузором
• Диффузор - колеблющаяся мембрана, излучающая звук
• Корпус, в котором размещаются все компоненты

Различают несколько основных типов широкополосных динамиков:

1. С центральным куполом - дополнительный небольшой излучатель в центре основного диффузора
2. С конусом-визиром - внутри большого диффузора расположен маленький конус
3. Коаксиальные - совмещены низкочастотный и высокочастотный излучатели

Принцип работы широкополосного динамика заключается в следующем:

1. Звуковой сигнал от усилителя поступает на катушку динамика
2. Катушка начинает колебаться в магнитном поле, создавая электродинамическую силу
3. Колебания от катушки передаются на подвес и диффузор
4. Диффузор излучает звук в широком частотном диапазоне

По сравнению с другими типами динамиков, широкополосники имеют ряд преимуществ:

• Простота конструкции и низкая стоимость
• Компактные размеры
• Универсальность применения

В то же время, у них есть и недостатки:

• Ограниченный частотный диапазон
• Неравномерность частотной характеристики
• Высокий уровень нелинейных искажений на предельных частотах

Особенности широкополосных акустических систем

Широкополосные динамики используются в самых разных типах акустических систем - от простых радиоточек до сложных Hi-Fi систем. В зависимости от назначения, акустика на широкополосных динамиках может иметь открытую, закрытую или рупорную конструкцию.

Для получения качественного звука важно правильно подобрать параметры акустического оформления широкополосников:

• Объем корпуса должен соответствовать размерам динамика для оптимального басового отклика
• Необходимо предусмотреть эффективное внутреннее демпфирование, чтобы устранить резонансы корпуса
• Желательно использовать фазоинверторы для усиления и углубления низких частот

Для расширения ограниченного по умолчанию частотного диапазона широкополосных АС можно:

1. Добавить отдельные динамики для воспроизведения высоких и низких частот
2. Использовать пассивные электронные фильтры (кроссоверы)
3. Применить акустические рупоры или трубы

В автомобильной акустике широкополосные динамики часто используются из-за ограниченного пространства салона. При этом для улучшения частотной характеристики применяют цифровую обработку сигнала в магнитоле.

К примеру, в акустических системах JBL GTO-629 компания использует широкополосные динамики диаметром 165 мм в паре с отдельными низкочастотными излучателями. Это позволяет получить глубокий насыщенный бас, сохраняя компактные размеры системы.

Секреты качественного звучания широкополосных динамиков

Чтобы широкополосный динамик звучал максимально качественно на всем диапазоне частот, очень важен правильный подбор его компонентов.

Материал диффузора влияет на характер звучания:

• Бумага обеспечивает теплое, музыкальное звучание
• Кевлар придает яркость и четкость высоким частотам
• Кожаный диффузор дает невероятно натуральное звучание, как в легендарных АС Altec Lansing

Конструкция подвеса тоже имеет большое значение:

1. Подвес должен обеспечивать свободный и равномерный ход диффузора
2. Оптимальное натяжение подвеса - не слишком слабое и не чрезмерно жесткое
3. Эффективное демпфирование подвеса гасит резонансы и устраняет искажения

Еще несколько важных рекомендаций для широкополосников:

• Диаметр диффузора выбирается исходя из воспроизводимого диапазона частот
• Мощность усилителя должна соответствовать размерам и параметрам динамика
• Рупор позволяет расширить частотный диапазон даже без сложных фильтров

Следуя этим простым советам при выборе компонентов и настройке акустических систем, можно добиться по-настоящему хорошего звука от широкополосных динамиков.