ГИМН СВОБОДЕ

трёхполосная акустика

Юрий ЕВТУШЕНКО

ЕСТЬ МНЕНИЕ, ЧТО АНАЛОГИЯ МЕЖДУ ЧАСТОТНЫМИ ПОЛОСАМИ В АКУСТИКЕ И ПОЛОСАМИ ДВИЖЕНИЯ НА ДОРОГЕ СТАЛА СВОЕГО РОДА ОТРАСЛЕВЫМ ЖУРНАЛИСТСКИМ ШТАМПОМ. В ОБЩЕМ, МНЕНИЕ СПРАВЕДЛИВОЕ, ХОТЯ ТРАССА С ТРЕМЯ ПОЛОСАМИ ДВИЖЕНИЯ И ВПРАВДУ ЛУЧШЕ, ЧЕМ ДВУХПОЛОСНАЯ. ДВИГАЯСЬ ПО ОДНОЙ ИЗ ДВУХ ПОЛОС, ВЫ ИМЕЕТЕ ЛИШЬ ОДНУ АЛЬТЕРНАТИВУ: ЛИБО ОБГОНЯТЬ, ЛИБО БЫТЬ ОБГОНЯЕМЫМ. ПРИ ДВИЖЕНИИ ПО ТРЁХПОЛОСНОЙ ДОРОГЕ У ВАС ПОЯВЛЯЕТСЯ ЕЩЁ И СВОБОДА МАНЁВРА.

К свободе мы ещё вернемся, а пока что с аналогиями придётся расстаться: дальше всякое сходство между трассой автомобильной и «трассой для звука» прекращается. К примеру, каждому понятно, что чем больше полос у настоящей трассы, тем оно лучше. В акустике больше четырёх полос попросту вредно, да и четыре нужны далеко не всегда.

Давайте прикинем. Принято считать, что звуковой диапазон охватывает примерно десять октав: от 20 Гц до 20 кГц. Реально — несколько меньше, поскольку ниже 30 Гц воспроизводить практически нечего. И это касается не только музыки, но и «театральных эффектов» — услышать разницу в звучании между двумя (хорошими) сабвуферами, у одного из которых нижняя частотная граница составляет 30, а у второго — 25 Гц, практически невозможно, если вам не придут на помощь вторичные эффекты, такие, как дрожание стёкол или даже резонанс перегородок (пока что речь идёт о доме). Так что возьмём реальный частотный диапазон — от 28 до 20000 Гц, и это будет ровно 9,5 октавы. Одной головкой перекрыть этот реальный диапазон нереально — известные широкополосники требуют непременного «дисконта» либо поверху, либо понизу, а чаще всего там и там. Парой головок — уже можно, хотя тоже есть свои проблемы. К примеру, рупорные драйверы почти всегда не дотягивают до заветных 20 кГц, а если применяется пищалка прямого излучения, то НЧ-головка вынуждена работать в том диапазоне (выше 2 кГц), где её характеристики далеки от идеала. Пусть даже хитроумные разработчики сумели так подобрать материал диффузора мидбаса, что у него сохраняется ровная АЧХ в этой области, но характеристика направленности неизбежно будет узкой. Дома — проще, вы усаживаетесь в точку, соответствующую оптимальному положению слушателя (sweet spot называется), и наслаждаетесь ровным тональным балансом и чётким построением звуковой сцены. А попробуйте обнаружить эту самую sweet spot в салоне вашего любимого авто, где пищалки расположены на уровне ушей (ваших), а НЧ/СЧ-головку пристойного размера можно установить только на уровне ушей кузнечика (они у него в ногах).

Вот тут и приходит на помощь давно известное в car audio решение: самую низкочастотную часть препоручить непарному (то есть общему на два канала) сабвуферу, а для мидбасовых головок, которые теперь становятся заметно меньше, можно подобрать более подходящее место, в тех же дверях, а повезет — в кикпанелях или на торпедо. Гармония почти достигнута, но всеобщего благоденствия опять же достичь не удалось. Самое обидное, что дома-то трёхполосная система может обеспечить очень высокие акустические характеристики, но именно потому, что третья (басовая) пара у них тоже стерео и головки располагаются в непосредственной близости от иных прочих. Те самые 9,5 октавы делятся примерно таким образом: две — две с половиной октавы приходятся на твитер, 3,5 — на басовик, и оставшиеся 3,5 — 4 октавы «закрывают» среднечастотник. Среднечастотник, который несёт наиболее важную пространственную информацию, работает в диапазоне примерно от 400 Гц до 3,5 — 5 кГц. «Наш» СЧ-излучатель, который вполне закономерно называется мидбасом, будет иметь нижнюю границу в районе 100 Гц, а значит, на большой громкости он начнёт перегружаться. (Мы ведь неспроста стали приводить показатели к.н.и. для мидбасов вблизи частотной границы сабвуфера, и вы уже знаете, что там у них бывают проблемы.) Есть понятный выход — выбрать мидбас более «басовитый» и большего калибра, скажем, 6,5 дюйма. И тогда опять возникает самый насущный в нашей отрасли вопрос: «Куда ставить-то?»

А дальше известно два пути, две магистральные линии решения этой задачи. Первый путь заключается в том, чтобы мидбас «разбить» на две части: бас (хоть и верхний) и мидрейндж, то есть среднечастотник в чистом виде. Вуфер дополняет сабвуферный диапазон до обычной границы между НЧ и СЧ (см. выше), а дальше работает уже скромных размеров среднечастотник, в отношении установки которого имеются все предпосылки для свободы манёвра. Всё, желанная цель — инсталляционная свобода — достигнута, все счастливы. Но известен и другой путь. Если трёх головок достаточно, чтобы перекрыть весь требуемый диапазон, то, может быть, ну его к Бен Ладану, сабвуфер с двумя (в лучшем случае) октавами частотной полосы? Тем более что две басовые головки калибра 8 (а тем более 10) дюймов, расположенные, к тому же, перед слушателями, легко переиграют «двенашку» в багажнике. Так рассуждают сторонники «переднего баса», и им нечего возразить, разве что напомнить, что выделить «помещение», для расположения басов спереди очень непросто. Бывает, что даже невозможно без «хирургии» кузова, а к этому готов не каждый. Поэтому серийные комплекты с 8 (тем более 10) дюймовыми басами крайне редки — чаще их набирают из отдельных компонентов разных производителей. Эксклюзив, одним словом.

Трёхполосная акустика обычного типа тоже в какой-то мере может считаться эксклюзивной. Понимаете ли, большинство клиентов требует либо живого и правдивого воспроизведения музыки, либо чтобы «кишки ворочало». С первым или со вторым может справиться и двухполосная (с сабвуфером, конечно) система, только подбирать их надо по-разному. А вот если вам подавай и то и другое, это должно означать, что либо вы по роду своей деятельности связаны с музыкой, либо уровень вашего благосостояния таков, что вы просто покупаете всё, что продаётся. Так что трёхполосная акустика всегда стояла в car audio немного особняком, и на ее производство, кстати, решается далеко не каждый, как правило, это узкоспециализированные «акустические» фирмы.

«Стандартная» трёхполосная конфигурация выглядит так. Басовик диаметром 6,5 дюйма, среднечастотник — «четвёрка» из той же серии и купольный твитер традиционной (для данного изготовителя) конструкции и размера мембраны. Наиболее часто встречающееся отступление от «стандарта» — это конструкция СЧ-головки. Собственно, являясь по своей природе «промежуточным звеном» эволюции от вуфера к твитеру, среднечастотник просто обязан быть ближе к тому или другому. До недавних (в историческом плане) пор СЧ был похож только на вуфер в миниатюре, но впоследствии появились среднечастотники, больше напоминающие пищалку-переросток. Наиболее удачными являются такие излучатели, разработанные фирмами Morel и Dynaudio. У них купольная мембрана, а соответственно, более широкая диаграмма направленности и своя акустическая камера, поэтому они, в отличие от диффузорных среднечастотников, не требуют установки в отдельный объём. Но, как вы знаете, плюсы никогда не ходят отдельно от минусов. У купольников более высокая резонансная частота и закономерно более высокая нижняя частотная граница. Получается так, что если резонансная частота купольного среднечастотника около 500 Гц, то нижняя частота среза должна быть 700 — 800 Гц, раздел полос будет проходить в области наибольшей чувствительности слуха, что противоречит догматам ортодоксальной акустики.

В сегодняшнем тесте встретился ещё более редкий среднечастотник, который относится к типу ленточных излучателей. Как и все прочие, изодинамический излучатель использует силу, возникающую от взаимодействия электрического тока, протекающего через обмотку, и поля внешнего магнита. Разница в том, что звуковой катушки здесь нет как таковой, а есть пространственная спираль, которая заставляет сжиматься/разжиматься ленту, свёрнутую гармошкой, тем самым выталкивая (или втягивая) воздух и создавая звуковое давление. В пищалках такого типа применяется металлическая фольга, а в нашем случае использован пластик с напыленными проводниками.

Конструкция кроссоверов отличается от двухполосных аналогов довольно значительно — они сложнее и дороже. Конечно, ведь трёхполосный кроссовер кроме обычных ФВЧ и ФНЧ должен иметь ещё и полосовой фильтр (ПФ), но тут возможны варианты. Среднечастотник иной раз не фильтруют сверху, полагаясь на «естественное умирание» излучения на самых высоких частотах. В принципе, коль скоро любая головка представляет собой механический ПФ, то ничего крамольного здесь нет. Беда только в том, что в процессе «умирания» излучения среднечастотник успевает «поиграть» с излучением твитера, со всеми вытекающими сюрпризами. Если в большинстве двухполосных кроссоверов стоят фильтры второго порядка, то в тех, что послужили предметом сегодняшнего исследования крутизна спада (теоретическая) может быть и 6, и 24 дБ/окт. На этот раз мы решили привести графики АЧХ каждого из излучателей, входящих в систему, поэтому вы увидите, насколько реальная крутизна спада отличается от той, что предсказана теорией. Поэтому я по-прежнему буду вместо «фильтр с крутизной спада 6 (или 12) дБ/окт.» говорить «фильтр первого (или второго) порядка» и т.д. Защиту пищалок в кроссоверы трехполосных систем ставят далеко не всегда, поскольку, во-первых, частота среза у ФВЧ здесь выше, чем в типичном двухполосном кроссовере, а во-вторых, считается, что в таких системах вмешательство в звучание твитера нежелательно. Ну, а двойной комплект аттенюаторов (для среднечастотника и пищалки) присутствует почти всегда. Немного забегая вперёд, скажу, что в нашей «идеальной» инсталляции, когда все головки расположены на одной плоскости и ориентированы на слушателя, оптимальным положением аттенюатора было почти всегда верхнее. В реальной жизни пищалка и среднечастотник почти всегда будут к слушателю ближе, чем басовик, и тогда аттенюаторы обязательно пригодятся.

Несколько слов об особенностях инсталляции трёхполосных систем. У басовика, как правило, одна дорога — в дверь. Средний объём двери (35 л) для таких головок обычно оказывается слишком просторным, поэтому считается, что они должны иметь параметры фриэйрной головки, с полной добротностью 0,6 и выше. В сущности, так оно и оказалось, но встретилось и одно исключение, до него вы доберетесь в свое время.

Среднечастотник же, если он обычного диффузорного типа, требует изоляции от внешнего мира, то есть неизбежно — своего акустического объёма, и оптимальные (или хотя бы допустимые) размеры этого объёма не всегда очевидны. К примеру, в ВАЗ-2107 (прости меня, грешного) есть по углам передней панели объёмчик размером ровно четыре бутылки пива. Достаточно ли этого? А если нет, то сколько надо? Чтобы облегчить вам жизнь, мы впервые приводим значения параметров Тиля — Смолла не только для басовиков, но и для среднечастотников, а дальше уже сами разберётесь, кому какой объём будет впору. А кроме традиционных графиков импеданса мы на этот раз решили привести ещё и «частные» характеристики звукового давления для каждого из компонентов системы — басовика, среднечастотника и пищалки. Кто есть who, вы, надо думать, скумекаете, но на всякий случай скажу, что графики для НЧ имеют красный цвет, для СЧ — зелёный, и для ВЧ — синий. По радуге, так сказать. Нелинейные искажения, как у нас заведено в последнее время, определены в двух диапазонах: широком (160 — 4000 Гц) и узком, в верхнебасовой области 100 — 125 Гц. Для чего это сделано, думаю, вы уже знаете.

О конструкции диффузорных головок, применяемых в car audio, мы писали уже так много, что постоянные читатели могут по этой дисциплине сдавать экзамен на бакалавра. Подвес почти исключительно из резины стабильных марок (на этот раз исключений не было вовсе). Шайбы магнитной системы (почти без исключений) делаются вентилируемыми, сами знаете, мощность — одно из достоинств трёхполосок. А вот диффузородержатели в динамиках этого класса чаще обычного отливаются из алюминиевых сплавов. Так что в тексте я буду отмечать лишь те случаи, когда корзины изготовлены другим способом. Там, где звуковая катушка имеет «стандартный» размер в один дюйм, я тоже буду помалкивать. Тут, впрочем, отступлений от «нормы» немало. Все пищалки без исключения изначально предназначены для монтажа «в тело». Такой монтаж, видимо (и не без оснований), считается предпочтительным. Варианты возможны лишь с обоймами для поверхностного монтажа, о чём я непременно упомяну, когда дойдёт дело.

Да, чуть не забыл. Интересно, что ни один из наборов трёхкомпонентной акустики, участвующих в сегодняшнем тесте, изготовитель не комплектует соединительными проводами. Полагаю это благом, ибо простенькие штатные «шнурки» устроят далеко не всякого, а разводить мусор в доме, да за свои деньги... С другой стороны, комплектация аудиофильскими кабелями может повлиять на и без того серьёзную цену системы. И, опять же, на установочных студиях обычно «каблов» девать некуда, ну а если вы решитесь на инсталляцию своими силами, то, скорее всего, у вас есть достаточно чёткие представления о том, каким должен быть «правильный» акустический кабель. Ну ладно, разобрались по трое и поехали...

Hertz HSK-163 • MB Quart PSD 316 • CDT HD-642DT • Morel HCW 6.5/CDM 54/MT 37/MX 3.3 • Focal Utopia 165 W3 • Eclipse 8701

МЕД & ДЕГОТЬ