Широкополосный динамик: что это такое? Устройство, характеристики, особенности
Широкополосные динамики - устройства, способные воспроизводить весь частотный диапазон без предварительного разделения сигнала. Их применяют в автомобильной акустике, портативных колонках и другой бытовой технике. Давайте разберемся, что это за динамики, как устроены, особенности, характеристики и преимущества широкополосной технологии.
Что такое широкополосные динамики?
Широкополосные динамики - это акустические системы, в которых подача электрического сигнала к динамику осуществляется без предварительного разделения на низко- и высокочастотные полосы.
В прошлом веке к этой категории относилась вся поступающая на рынок акустика. В СССР выпускали такие модели акустического оборудования. Но постепенно конструкция колонок с кроссовером, делящим звук на полосы, начала вытеснять широкополосники.
Человеческое ухо способно воспринимать частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц. Для этого созданы широкополосные динамики – это устройства, которые способно воспроизводить этот диапазон без разделения.
Устройство широкополосных динамиков
Все представленные на рынке модели широкополосных динамиков можно разделить на две группы:
- Устройства с центральным колпачком. Это стандартный динамик, состоящий из одного конуса-купола.
- Устройства с конус-визером, который называют рупорком или дудкой.
Рупорок отличается небольшим диаметром и встроен внутрь более широкого конуса. Такая конструкция быстро улавливает колебания.
Для изготовления диффузора используют различные материалы: бумагу, кевлар, натуральную кожу. Все эти материалы обеспечивают чистое звучание устройства.
Характеристики широкополосных динамиков
При выборе широкополосного динамика важно обратить внимание на следующие характеристики:
- Диапазон воспроизводимых частот - от 60 Гц до 16 кГц
- Чувствительность - не менее 90 дБ
- Сопротивление голосовой катушки - выше, чем у аналогов
- Чистое звучание за счет отсутствия фазовых искажений
Техническая лаконичность конструкции не вредит качеству, а наоборот, повышает чувствительность до 90-92 дБ.
Классификация широкополосных динамиков
Широкополосные динамики классифицируют по различным признакам:
- По конструкции: С центральным колпачком С рупором
- По сфере применения: Автомобильные Бытовые (для телевизоров, колонок)
Автомобильная акустика часто дополняется сабвуфером, который улучшает низкие частоты. Сабвуфер устанавливают в багажнике или под сиденьем.
Преимущества широкополосной акустики
К достоинствам широкополосных динамиков относят:
- Лаконичность конструкции
- Чистое звучание
- Отсутствие фазовых искажений
- Близость к параметрам точечного источника звука
- Невысокая цена
Сторонники этой технологии утверждают, что широкополосники дают воздушное звучание. Эти приборы близки к параметрам точечного источника звука.
Недостатки широкополосных динамиков
У широкополосных динамиков есть и недостатки:
- Отсутствие крайних частот
- Проблемы с тональным балансом
- Недостаточная детальность звучания в дешевых моделях
С точки зрения технических показателей широкополосную акустику можно сравнить со старыми телевизорами. Они проигрывают более современным моделям по четкости звучания.
Широкополосные колонки для автомобиля
Если автолюбитель слушает музыку фоном, широкополосная акустика подойдет. При установке в авто нужно выбирать динамики стандартных размеров, которые подходят к штатным местам в салоне.
Часто к штатной акустике дополнительно подключают сабвуфер, улучшающий низкие частоты. Его размещают в багажнике или под сиденьем.
Как выбрать широкополосную акустику для авто
При выборе акустики для автомобиля важно оценить такие характеристики:
- Размер динамиков (10, 13, 16 см)
- Частотный диапазон (нижний предел менее 20 Гц)
- Чувствительность (не менее 90 дБ)
- Номинальная и пиковая мощность
- Сопротивление и добротность
Перед покупкой онлайн нужно изучить не только характеристики, но и условия доставки, оплаты, гарантии.
Применение широкополосных динамиков
Широкополосные динамики находят широкое применение:
- В автомобильной акустике
- В телевизорах
- В портативных колонках
- В бытовой технике
Такая акустика подходит для воспроизведения как музыки, так и речи. Широкополосники часто используются для прослушивания радио и фоновой музыки в автомобиле.
Широкополосный динамик - что это такое
Широкополосный динамик - это акустическая система, способная воспроизводить весь частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц без предварительного разделения сигнала на полосы.
Основные характеристики: высокая чувствительность, отсутствие искажений, простота конструкции, низкая цена. Принцип работы заключается в передаче электрических колебаний диффузором по всему диапазону.
Сравнение c другими типами динамиков
По сравнению с коаксиальными и компонентными динамиками, широкополосники обладают более простой конструкцией и меньшей стоимостью, но уступают в передаче крайних частот и детальности звука.
От звуковых карт широкополосные динамики отличаются отсутствием цифрового преобразования сигнала, работая исключительно на аналоговом уровне.
Как настроить широкополосный динамик
Для настройки автомобильных широкополосных динамиков рекомендуется:
- Подбирать модели с чувствительностью от 90 дБ
- Дополнять штатную акустику сабвуфером
- Устанавливать в штатные места определенных размеров
При настройке бытовых широкополосников важно правильно расположить динамики и отрегулировать уровень громкости и тембр для достижения оптимального звука.
Топ лучших широкополосных динамиков
К лучшим моделям широкополосных динамиков относятся:
- Dinamika 12" - оптимальное сочетание цены и качества
- Visaton - премиальная модель с диффузором из натуральной кожи
- Самодельные динамики - позволяют получить нужные характеристики
При выборе лучшего варианта стоит обращать внимание на диапазон частот, мощность, чувствительность и сопротивление динамика.
Советские широкополосные динамики
В СССР выпускалось несколько популярных моделей широкополосных динамиков:
- "Рига-4"
- "Рига-15"
- "Витязь"
- "Эстония"
Эти динамики отличались простотой конструкции, надежностью, неприхотливостью. Звучание советских "широкополосников" можно оценить как "теплое" и "мягкое".
Корпус широкополосного динамика
Корпус широкополосного динамика, в отличие от многополосных систем, выполняется в виде простого ящика. Он не разделяется на отсеки для разных динамиков.
Форма и объем корпуса влияют на характеристики НЧ и среднечастотного диапазона. Материал корпуса (дерево, МДФ) определяет инерционность и демпфирование.
Маркировка широкополосных динамиков
На корпусе широкополосных динамиков обычно наносится маркировка, включающая:
- Наименование или логотип производителя
- Модель динамика
- Основные технические характеристики (мощность, сопротивление, частотный диапазон)
- Серийный номер
- Дата выпуска
Правильно расшифровать маркировку помогает понять, подходит ли динамик для конкретных целей использования.
Усилители для широкополосных динамиков
Для широкополосных динамиков подходят усилители со следующими характеристиками:
- Мощность от 10 до 100 Вт
- Минимальные нелинейные искажения
- Широкая полоса пропускания (не менее 20 Гц - 20 кГц)
- Низкий уровень фонового шума
- Стабильная работа при низких сопротивлениях нагрузки
Не нужны многополосные усилители с кроссовером, так как сигнал не разделяется по частотам.
Уход за широкополосными динамиками
Для обеспечения долговечной работы широкополосных динамиков рекомендуется:
- Избегать перегрузок по мощности
- Периодически чистить диффузор от пыли
- Следить за целостностью подвеса диффузора
- Контролировать сопротивление катушки
- Избегать попадания влаги внутрь корпуса
Своевременное техническое обслуживание позволит продлить срок службы динамиков.
Производители широкополосных динамиков
К основным производителям широкополосных динамиков относятся:
- Visaton (Германия)
- SB Acoustics (Дания)
- Fostex (Япония)
- Lowther (Великобритания)
- Ciare (Италия)
Качественные широкополосники также выпускают небольшие специализированные компании в Европе и США.
Будущее широкополосных технологий
Несмотря на конкуренцию со стороны многополосных систем, у широкополосных динамиков есть перспективы за счет:
- Совершенствования материалов диффузоров
- Применения неодимовых магнитов
- Компьютерного моделирования параметров
- Использования в сферах с ограничениями по стоимости и габаритам
Сохранятся преимущества в упрощенной конструкции и естественности звучания.
Сборка широкополосных динамиков
Сборка широкополосных динамиков включает следующие основные этапы:
- Подготовка деталей (диффузор, катушка, подвес, клеммные колодки)
- Установка магнитной системы в корпус
- Крепление диффузора на подвесе
- Монтаж катушки с проводами на клеммы
- Установка защитной решетки на лицевую панель
- Проверка электрических и акустических параметров
Сборка должна обеспечивать свободное линейное движение диффузора и отсутствие посторонних шумов.
Диффузоры широкополосных динамиков
Для широкополосных динамиков используются диффузоры:
- Конические (из бумаги, ткани)
- Плоские (гофрированные)
- Роговые (экспоненциальные)
Материал и форма диффузора определяют характеристики динамика в разных частотных диапазонах.
Расчет параметров динамиков
Для расчета параметров широкополосных динамиков используются формулы:
- Закон Ома для определения импеданса
- Зависимость индуктивности катушки от числа витков
- Расчет чувствительности по амплитуде колебаний диффузора
Расчетные параметры позволяют оптимизировать конструкцию динамика.
Схемы широкополосных трактов
Для широкополосных динамиков используют простые схемы трактов без фильтров и кроссоверов, содержащие:
- Источник сигнала (проигрыватель, синтезатор)
- Усилитель мощности
- Акустическая система (динамик)
В некоторых случаях добавляют регуляторы тембра и линейный корректор АЧХ.
Области применения динамиков
Широкополосные динамики находят применение в сферах, где нужно простое и недорогое воспроизведение сигналов в широком частотном диапазоне:
- Автозвук
- Бюджетные аудиосистемы
- Встраиваемая акустика телевизоров
- Громкоговорящая связь
Моделирование широкополосных динамиков
Для проектирования широкополосных динамиков применяются программы компьютерного моделирования, позволяющие:
- Рассчитать параметры диффузора и катушки
- Смоделировать амплитудно-частотную характеристику
- Оптимизировать характеристики в заданном диапазоне
- Проверить работу динамика на разных режимах
Моделирование сокращает число натурных прототипов при разработке.
Цифровые технологии в динамиках
Современные цифровые технологии применяются в динамиках для:
- Цифро-аналогового преобразования сигнала
- Коррекции амплитудно-частотной характеристики
- Защиты от перегрузок
- Подавления нелинейных искажений
Однако в широкополосных динамиках цифровые технологии пока не используются.
Измерение параметров динамиков
Измерение параметров широкополосных динамиков производится с помощью:
- Измерителя импеданса
- Анализатора спектра
- Измерительного микрофона
- Генератора сигналов (звукового и электрического)
Результаты заносятся в паспорт изделия и используются для настройки и эксплуатации.
Драйверы для широкополосных динамиков
В качестве драйверов в широкополосных динамиках используются:
- Динамические головки
- Пьезоэлектрические излучатели
- Электростатические преобразователи
Драйвер должен обеспечить равномерный охват всего частотного диапазона без резонансов.
Акустическое оформление динамиков
Для улучшения звучания широкополосных динамиков применяют:
- Демпфирование корпуса
- Фазоинверторы
- Рупоры и волноводы
- Дифракционные линзы
Акустическое оформление позволяет расширить полосу воспроизводимых частот и сделать звучание более равномерным.