Современные акустические системы

Электростатические громкоговорители Final

• Модель: Model 700
• Частотный диапазон: 45 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 4 Ома, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 60 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 186 x 28.8 x 5 см;
• Вес одной колонки: 9.5 кг;
• Исполнение: напольные (Floor-Stand (FS)) или прикрепляемые к стене (Wall-Mount (WM));
• Настенные крепления: предусматривают изменение углов по трем осям.

• Модель: Model 1400
• Частотный диапазон: 30 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 6 Ом, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 70 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 202 x 50 x 30 см;
• Вес одной колонки: 30 кг;
• Исполнение: напольные (Floor-Stand (FS)), размеры подставки 40.5 x 32.4 см.

• Модель: Model 90
• Частотный диапазон: 150 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 4 Ома, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 60 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 50 x 20 x 4 см;
• Вес одной колонки: 2,7 кг;
• Исполнение: прикрепляемые к стене (Wall-Mount (WM));
• Настенные крепления: предусматривают изменение углов по трем осям.

• Модель: Model 100
• Частотный диапазон: 150 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 4 Ома, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 60 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 71.5 x 20 x 4 см;
• Вес одной колонки: 3,6 кг;
• Исполнение: прикрепляемые к стене (Wall-Mount (WM));
• Настенные крепления: предусматривают изменение углов по трем осям.

• Модель: Model 200
• Частотный диапазон: 150 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 4 Ома, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 60 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 120 x 20 x 4 см;
• Вес одной колонки: 5,4 кг;
• Исполнение: напольные (Floor-Stand (FS)) или прикрепляемые к стене (Wall-Mount (WM));
• Настенные крепления: предусматривают изменение углов по трем осям.

• Модель: Model 200 Center
• Частотный диапазон: 150 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 4 Ома, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 60 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 63 x 20 x 4 см;
• Вес одной колонки: 3,4 кг;
• Используется совместно с моделями 700, 200, 100, 90;
• Исполнение: напольные (Floor-Stand (FS)) или прикрепляемые к стене (Wall-Mount (WM));
• Настенные крепления: предусматривают изменение углов по трем осям.

• Модель: Model 700 Center
• Частотный диапазон: 60 Гц - 25 КГц +/- 3 дБА;
• Чувствительность: 86 дБ;
• Сопротивление: 4 Ома, минимум - 3 Ома на 20 КГц;
• Минимальная мощность усилителя: 60 Вт RMS;
• Рекомендуемая мощность усилителя: 90 - 150 Вт RMS;
• Электропитание: 12 В переменного тока AC, 50-60 Гц;
• Размер одной колонки: 93 x 27 x 5 см;
• Вес одной колонки: 5,4 кг;
• Используется совместно с моделями 700;
• Исполнение: напольные (Floor-Stand (FS)) или прикрепляемые к стене (Wall-Mount (WM));
• Настенные крепления: предусматривают изменение углов по трем осям.

• Дополнительно… модель: S200 Subwoofer
• Частотный диапазон: 25 Гц - 225 Гц +/- 3 дБА;
• Максимальная выходная мощность: 105 дБ SPL;
• Общие гармонические искажения: менее 3% в диапазоне от 25 до 225 Гц;
• Искажения: 94 дБ SPL;
• Встроенный усилитель: 160 Вт RMS / 300 Вт peak - от 18 до 225 Гц, +0/-3 Дб, система электропитания 110 В/60 Гц или 220 В/50 Гц с выключателем.
• Размер: куб со стороной 35 см;
• Вес: 22.7 кг;
• Электродинамическая головка: 25.4 см - диаметр основания конусного диффузора (алюминий), четырехслойная звуковая катушка.

Эта линейка акустических систем от Final на массовом рынке появилась сравнительно недавно (в продаже с первого квартала 2003 года). При этом уже явно можно увидеть основные преимущества данных систем - хорошая линейность, практическое отсутствие искажений и других артефактов имеющихся в обычных АС, современный дизайн и малые габариты. Последний фактор немаловажен, поскольку сейчас в моде плазменные TV, проекторы и т.п. Небольшие габариты позволяют более эффективно использовать место при построении домашних кинотеатров.

Но цены на продукцию Final пока достаточно "кусачие" - от $2000 до $25000.

Очевидным является тот факт, что электростатические широкополосные громкоговорители уже пришли на рынок и заняли там свою нишу. Если обратиться к базовому принципу построения современных систем звукозаписи и воспроизведения, описанного в начале этой статьи, то эта ниша зеркальна с конденсаторными микрофонами (высокая цена/профессиональное качество). В принципе, сейчас мы говорим о массовой технологии ближайшего будущего. Но пока она дорого стоит, и пользователям с обычным кошельком не по карману. Поэтому мы вернемся к стандартным на сегодня решениям в области реализации пользовательских АС.

Двух и многополосные АС

Как самый распространенный вариант современных АС являются колонки с несколькими головками, каждая из которых отвечает за воспроизведение определенного частотного диапазона. Принято разделять АС на двух- (с одной частотой раздела) и многополосные (две и более частоты раздела) системы. Недостатком всех этих систем является сам факт разделения и присутствия нескольких головок, хотя это позволяет получить приемлемые для заданного стандарта характеристики направленности, равномерности АЧХ, уровня искажений и т.п. Для такого разделения необходимо использование фильтров и корректирующих цепей. Вот тут-то один из главных камней преткновения.

В большинстве случаев реализаций частотного разделения мы сталкиваемся с аналоговыми фильтрами, которые сложны в проектировании и реализации, имеют достаточно низкую точность (по сравнению с цифровыми фильтрами) из-за допуска на элементы. На практике могут использоваться фильтры первого и более высоких порядков. Последние строятся на аппроксимации функций Баттерворта, Бесселя, Линквица-Райли, Чебышева, а также применяются множество ноу-хау от разных производителей. Фильтры высоких порядков имеют линейные (Баттерворта, Бесселя, Линквица-Райли) или волнообразные (Чебышева) АЧХ в зоне пропускания и резкий спад за ее границами.

При использовании фильтров первого порядка этот спад получается более пологим. В результате "пограничная" частотная зона, в которой головки работают совместно, является достаточно широкой, что ведет к неотложному решению новой важной проблемы - точное временное согласование работы головок. В результате, конструкторы часто стоят перед выбором, а иногда и комбинируют эти варианты (например на НЧ/СЧ-головку - фильтр высокого порядка, а на ВЧ - первого).

Для обеспечения качественной фильтрации, взаимодействий полос и взаимодействия "фильтр-головка" применяются специальные корректирующие цепи, которые разрабатываются отдельно.

Помимо этого сейчас распространены многополосные активные системы с несколькими усилителями, каждый из которых отвечает за определенную полосу. Там существует своя схематика и принципы взаимодействий.

Как многие из вас знают, со временем развилось течение hi-end, где настоящие фанаты качественного звучания используют очень дорогие детали и проводники. Иногда их стоимость с лихвой перекрывает цену на сами головки, и это, как показывает практика, не предел. В ход идут проводники из бескислородной меди или серебра и т.п.

Если говорить о цифровом звуке, то реализация и конструирование цифровых фильтров очень легки по сравнению с аналоговыми. При этом, говоря о домашних кинотеатрах и системах Dolby Digital можно отметить, что алгоритмы фильтрации можно заложить заранее в цифровом виде при формировании потоков.

Фазоинвертор или сабвуфер?

Что касается низкочастотной области, то для того, чтобы воспроизводить эти частоты НЧ-головки должны быть больших размеров, что говорит, прежде всего, об увеличении массы механических элементов и, как следствие, их большой инерционности. В результате мы получаем большое количество искажений и ярко выраженную нелинейность. Как найти выход из положения? Современные системы предлагают два решения - (1) использование фазоинверторов и (2) использование сабвуферов.

Фазоинверторы обычно выполняются в виде отверстий в закрытом корпусе и служат для усиления низкочастотной отдачи. Огромное значение в данном типе конструкций имеет правильность расчетов, что значительно затрудняет их разработку. Другой тип фазоинвертора - дополнительная головка, встраиваемая в корпус, в которой отсутствуют звуковая катушка и магнитопровод. Ее параметры специально подбираются.

Сабвуфер - самый простой вариант, представляет из себя отдельную моноколонку с НЧ-громкоговорителем, работающим в диапазоне от 15 до 250 Гц (может варьироваться). Как известно, человек не может произвести локализацию источников звука с частотой до 300 Гц, поэтому монофоничность сабвуфера оправдана. Правда есть небольшой нюанс с не совсем корректным соблюдением фазы, но сабвуферы чаще всего используются для воспроизведения в системах многоканального звука, где низкие частоты получены синтезированным способом. Во-вторых современные многоканальные АС работают взаимосвязано. Поэтому данный нюанс не совсем принципиален как в небольших студиях, так и в домашних кинотеатрах. В конструкциях большинства современных моделей сабвуферов предусмотрен фазоинвертор.

Промежуточные выводы

Мы не будем затрагивать такой важный аспект как конструирование корпусов для АС, расположение головок и т.п. Почему? Потому что это бесполезно. Каждый производитель предлагает свои варианты конструкций, исходя из существующих требований и применяемых технологий.

Точно также, если бы я дал вам сейчас полную раскладку по аппроксимациям функций Баттерворта, Бесселя, Линквица-Райли и Чебышева в приложении для построения аналоговых фильтров с приведением графиков и сложных математических расчетов. Что это вам даст в итоге? Ничего. В реальных условиях мы все равно можем проанализировать только заданные в спецификации стандартные характеристики, такие как АЧХ, мощность, коэффициент нелинейных искажений и т.п. Обычно на базе этой картины пользователю нужно делать свой выбор. Но…

Момент 1. Сейчас идет достаточно много дискуссий по поводу: "так ли важно значение гармонических искажений, которые мы измеряем". Например, ламповые устройства обладают высокой степенью их присутствия по сравнению с транзисторными, но мы воспринимаем звучание "лампы" очень хорошо. Но, вот, интермодуляционные искажения могут создавать ощущение дискомфорта. Последние стали измерять в АС абсолютно недавно, при этом сейчас не существует никаких допусков и стандартов в данной области. Производители на это в ближайшее время не пойдут, и, в результате, ощущение дискомфорта, как итог "субъективного" прослушивания, также должно являться критерием выбора нужной модели АС. Поэтому, помимо приведенных в спецификации характеристик следует полагаться и на свой слух.

Момент 2. Никто вам не откроет полностью суть вложенных алгоритмов и конструктивных особенностей, если они представляют хоть какое-нибудь ноу-хау (это может быть и специальный материал, из которого изготовлен корпус).

Популярные модели АС

Итак, начнем обзор модельного ряда современных акустических систем среднего ценового диапазона. Ориентируясь на технические характеристики данных моделей, вы без труда сможете себе подобрать и хороший вариант в более низком ценовом диапазоне.

Новинка - система студийного мониторинга Studiophile LX4 2.1 ($349.95)

На протяжении 2003 года мониторинговая система серии Studiophile LX4 была одной из самых ярких новинок, представленных на пользовательском рынке. Базовая комплектация за $349.95 включает две колонки и сабвуфер. При этом в блоке сабвуфера встроено 6 усилителей (25 Вт - сабвуфер, 15 Вт - на каждый канал), что предполагает возможность апгрейда системы до полноценного 5.1 (его стоимость $199.95). Помимо этого, сабвуфер представляет из себя коммутационный блок (все разъемы TRS, балансные). В колонках используются по две головки (1 - полипропиленовый конус, 10 см в диаметре по основанию, 2 - майларовая головка с диаметром 2,5 см). Далее смотрим спецификацию…

• Тип: активная система мониторинга 2.1 с возможностью апгрейда до 5.1.
• Динамический диапазон (колонки и сабвуфер): 100 дБ (A-взвешенный);
• Частотный диапазон (колонки и сабвуфер): 40 Гц - 20 КГц; +1 дБ, -3 дБ;
• Частота кроссовера на СЧ: 2.9 КГц.
• RMS SPL @ 1 метр: 102.5dB (колонки); 105dB (сабвуфер);
• Отношение сигнал/шум: 82 дБ @ 1 Вт (A-взвешенный);
• Частота кроссовера на НЧ: 140 Гц
• Спад -3 дБ на нижней границе: 40 Гц с фильтрацией шестого порядка.
• Размер колонок: 21,6 х 14,6 х 15,9 см;
• Размер сабвуфера: 39,6 х 27 х 30,5 см.

Студийные мониторы ближнего поля M-Audio Studiophile BX5 ($399.95)

Как вариант стандартных мониторов ближнего поля вполне подойдет вариант с BX5. Они достаточно мощны (75 Вт), при этом вполне достоверно передают сигнал для устройств своего класса. Обратите внимание на то, что в этой конструкции предусмотрено наличие двух независимых усилителей для каждой полосы.

• Тип: активные двухполосные мониторы ближнего поля с двумя усилителями.
• Частотный диапазон: 56 Гц - 20 КГц
• Чувствительность: входящий розовый шум 85 мВ соотвествует выходной мощности 90 дБА SPL на расстоянии 1 м с максимальным уровнем громкости.
• Входное сопротивление: 20 КОм (баланс), 10 КОм (небаланс).
• Отношение сигнал/шум: > 100 дБ (A-взвешенный)
• НЧ-головка: 12 см - диаметр основания конусного диффузора (минерализованный полипропилен), температуроустойчивая звуковая катушка.
• ВЧ-головка: 2.5 см - диаметр головки с мягким куполом (шелк), что обеспечивает отсутствие резонансов в ультразвуковой частотной области.
• Мощность НЧ-усилителя: 38 Вт (EIA RS-490 dynamic power)
• Мощность ВЧ-усилителя: 38 Вт (EIA RS-490 dynamic power)
• Кроссоверы: Линквица-Райли 4-го порядка.
• Частота кроссовера: 3 КГц.
• Спад на НЧ: фильтр 6-го порядка.
• Управление уровнем средних частот: 0/-2/-4 дБ.
• Управление уровнем высоких частот: -2/0/+2 дБ.
• Нижние границы среза НЧ: 56/80/100 Гц.
• Входные разъемы: XLR (балансный), TRS (баланс/небаланс).
• Электропитание: 115 В/~60 Гц или 230 В/~50 Гц.
• Размеры: 25 x 16,6 x 20 см.

Студийные мониторы ближнего поля M-Audio Studiophile BX8 ($599.95)

BX8 - это более мощный (130 Вт) вариант с увеличенным частотным диапазоном (37 Гц - 20 КГц). Обратите внимание, что в BX8 используется электродинамическая головка с большим диаметром. Скорее всего, это отобразилось в названии, поскольку в BX5 ее диаметр равен 5-ти дюймам, а в BX8 - 8-ми.

• Тип: активные двухполосные мониторы ближнего поля с двумя усилителями.
• Частотный диапазон: 37 Гц - 20 КГц
• Чувствительность: входящий розовый шум 85 мВ соответствует выходной мощности 90 дБА SPL на расстоянии 1 м с максимальным уровнем громкости.
• Входное сопротивление: 20 КОм (баланс), 10 КОм (небаланс).
• Отношение сигнал/шум: > 100 дБ (A-взвешенный)
• НЧ-головка: 20,3 см - диаметр основания конусного диффузора (минерализованный полипропилен), температуроустойчивая звуковая катушка.
• ВЧ-головка: 2.5 см - диаметр головки с мягким куполом (шелк), что обеспечивает отсутствие резонансов в ультразвуковой частотной области.
• Мощность НЧ-усилителя: 65 Вт (EIA RS-490 dynamic power)
• Мощность ВЧ-усилителя: 65 Вт (EIA RS-490 dynamic power)
• Кроссоверы: Линквица-Райли 4-го порядка.
• Частота кроссовера: 1,25 КГц.
• Спад на НЧ: фильтр 6-го порядка.
• Управление уровнем средних частот: 0/-2/-4 дБ.
• Управление уровнем высоких частот: -2/0/+2 дБ.
• Нижние границы среза НЧ: 56/80/100 Гц.
• Входные разъемы: XLR (балансный), TRS (баланс/небаланс).
• Электропитание: 115 В/~60 Гц или 230 В/~50 Гц.
• Размеры: 38 x 25 x 30 см.

Для моделей ВХ5 и ВХ8 со стороны M-Audio предусмотрен сабвуфер Studiophile SBX, продающийся отдельно.

В завершении части

Итак, огородами и окольными путями мы все-таки добрались до рассмотрения практических моделей. Далее в программе у нас рассчитано окончание обзора по студийным мониторам, введение в акустические многоканальные системы для домашних кинотеатров и обзор по наушникам. При этом я постараюсь рассеять мифы насчет "фантомного" канала и целый раздел будет посвящен теме правильной расстановки многоканальных АС.

Так что, продолжение следует…