Кто изобрел первые колонки? Искусство создания акустических систем Функциональные виды громкоговорителей

Ирина Алдошина

Дата первой публикации:

Термины, определения, история развития.

Одним из самых знаменитых изобретений ХХ века является громкоговоритель . Именно его появление (наряду с микрофоном) обеспечило возможность развития систем звукозаписи и звуковоспроизведения. В настоящее время громкоговорители относятся к самым массовым видам звуковой аппаратуры (по приблизительным подсчетам их промышленный выпуск достигает 500 млн. штук в год). От качества звучания громкоговорителей в значительной степени зависит качество звука в системах звукоусиления, радиовещания, телевидения, звукозаписи и домашнего воспроизведения.

Именно поэтому исследованием физических процессов преобразования звука в громкоговорителях, созданием их математических моделей и алгоритмов, программных продуктов для их расчета и проектирования занимаются десятки университетов и научных центров, а производством - сотни крупнейших фирм. Неудивительно, что практически на всех международных конгрессах AES (Audio Engineering Society) работают специальные научные секции и семинары, посвященные этим проблемам, а на выставках в рамках этих конгрессов представляются новые модели и технические решения.

В предлагаемой серии статей, посвященной громкоговорителям, будет рассказано о принципах работы, конструкции и технологии современных громкоговорителей и методах их расчета.

В первой статье будут даны основные термины и определения, а также краткая история развития громкоговорителей.

Терминология
Прежде всего, необходимо остановиться на принятой в настоящее время терминологии в международных и отечественных стандартах и технической литературе (поскольку здесь существует большая путаница). В соответствии с международными и отечественными стандартами термин "громкоговоритель" применяется к "устройствам, предназначенным для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащим одну или несколько головок громкоговорителей при наличии акустического оформления и электрических устройств (фильтров, регуляторов и т. д.)". Таким образом, этот термин обозначает любой акустический преобразователь, излучающий звук в воздушную среду. Одиночный излучатель обозначается в отечественном стандарте ГОСТ 16122-87 как "головка громкоговорителя" (в зарубежных каталогах иногда используются термины "loudspeaker unit", "loudspeaker drive element" или "driver").

Однако в технической литературе (учебниках, статьях и пр.) термин "громкоговоритель" применяется, в основном, для одиночного громкоговорителя. Устройство, содержащее громкоговорители, фильтры, корпус и другие части, называется "акустическая система". В зависимости от области применения, она может обозначаться как "акустическая система" (в основном, для домашнего применения), "акустический студийный агрегат" ("контрольный агрегат", "монитор"), "звуковая колонка" и т. д. В зарубежной литературе часто используются термины "acoustical system" или "loudspeaker system". Поэтому каждый раз приходится понимать по содержанию, о чем идет речь: о головках громкоговорителей или об акустических системах.

Независимо от области применения (в студийной технике, в системах звукоусиления, в домашних системах звуковоспроизведения) все громкоговорители (акустические системы) состоят из следующих основных элементов (рис. 1):

- излучателей (головок громкоговорителей), каждый из которых (или несколько одновременно) работает в своем частотном диапазоне;
- корпуса , который может состоять как из нескольких отдельных блоков (каждый для излучателей своего диапазона), так и представлять единую конструкцию;
- фильтрующе-корректирующих цепей , а также других электронных устройств (например, для защиты от перегрузок, индикации уровня и т. д.);
- звуковых кабелей и входных клемм; усилителей (для активных акустических систем) и кроссоверов (активных фильтров), в случае применения отдельных усилителей для каждой полосы частот.

Набор элементов (количество головок громкоговорителей, использование активных или пассивных фильтров, форма и конструкция корпусов и т. д.) может значительно варьироваться для разных видов акустических систем в зависимости от их назначения, но принципы их построения, методы расчета и технология изготовления во многом похожи.

Прежде чем переходить к анализу этих вопросов, кратко остановимся на истории создания основных элементов громкоговорителей (излучателей, корпусов, фильтров).

История развития
Попытки создания первых излучателей звука начались в конце XIX века. В 1874 году немецкий инженер Эрнст Вернер фон Сименс (Ernst Werner von Siemens), основатель компании Siemens, описал магнитоэлектрический аппарат, в котором круглая катушка с намотанной проволокой располагается в радиальном магнитном поле со специальной поддержкой для обеспечения возможности вертикального смещения (патент номер 149797). Он указал тогда, что этот двигательный механизм может использоваться для получения звука, но не продемонстрировал это на практике. В 1877 году Сименс зарегистрировал в Германии и Англии еще два патента, в которых были описаны основные черты электродинамического громкоговорителя, впоследствии использовавшиеся в различных промышленных конструкциях.

В 1876 году американский ученый Александр Белл (Alexander Bell) запатентовал телефон и продемонстрировал его звучание с использованием преобразователя очень похожего типа. В период 1898-1915 годов был зарегистрирован целый ряд патентов (изобретатели Oliver Joseph Lodge, John Matthias Augustus Stroh, Anton Pollak и др.), касающихся введения отдельных элементов: конической диафрагмы, центрирующей шайбы и т. д. Все эти излучатели работали с рупорами, первые образцы которых показаны на рис. 2.

В период 1915-1918 годов инженеры Harold D. Arnold и Henry Egerton из фирмы Bell Labs создали головки громкоговорителей, работающие по принципу "балансной арматуры" (иногда этот принцип называют "уравновешенный якорь", но "балансная арматура" - устоявшийся термин). В этой конструкции переменный ток подавался на обмотку, расположенную на стальном стержне, который двигался за счет взаимодействия с магнитным полем и, соответственно, толкал конус, нагруженный на рупор (рис. 3). Хотя из-за большой жесткости арматуры диапазон воспроизведения был очень ограничен, такое устройство использовалось вплоть до 30-х годов ХХ века. Первые модели рупорных громкоговорителей для систем озвучивания в театрах и на улицах (например, в 1919 году в Нью-Йорке на Park Avenue, в 1920 году в Чикаго на республиканском конгрессе и т. д.) использовали излучатели именно этого типа.

Революционный перелом в развитии электродинамических громкоговорителей произошел в 1925 году, когда инженеры Честер Райс (Chester W. Rice) и Эдвард Келлог (Edward W. Kellogg) из фирмы General Electric (США) опубликовали статью "Заметки по созданию нового типа безрупорного громкоговорителя" в журнале "Труды американского общества электроинженеров" (т. 44, апрель 1925 года). Эти инженеры навсегда вошли в историю звукотехники как первооткрыватели одного из великих изобретений XX века, основные элементы конструкции которого сохранились до настоящего времени. Фактически был создан электродинамический преобразователь со звуковой катушкой и диафрагмой, работающей в диапазоне выше ее резонансной частоты. На этом принципе был разработан первый лабораторный макет громкоговорителя и одновременно собран макет лампового усилителя, обеспечивающего достаточную мощность в полном диапазоне частот.

Уже в 1926 году появилась первая промышленная модель такого громкоговорителя под названием Radiola Model 104 со встроенным усилителем мощностью 1 Вт. Одновременно на рынок был выпущен радиоприемник Radiola 28, который работал с данным громкоговорителем. С этого момента в мире началось массовое производство таких громкоговорителей.

Интересно отметить, что почти одновременно работы по созданию электродинамических громкоговорителей велись и в России. В 1923 году в Петрограде была создана Центральная радиолаборатория (ЦРЛ), позднее переименованная в Институт радиовещательного приема и акустики (ИРПА). С первых дней создания в ИРПА проводились разработки громкоговорителей. В 1926 году был создан электромагнитный громкоговоритель "Рекорд" и электромагнитный рупорный уличный громкоговоритель ТМ, которые начали выпускаться на заводе им. Кулакова. В 1929 году А. А. Харкевич и К. А. Ламагин разработали в ИРПА первый образец динамического громкоговорителя (прямого излучения и рупорного), производство которых было начато в 1931 году на заводе им. Козицкого и на Киевском радиозаводе.

Уже в 1930-32 годах были созданы первые мощные громкоговорители для звукоусиления на Красной площади в Москве (мощностью 100 Вт). С 1935 года в стране начался массовый выпуск электродинамических громкоговорителей. Нужно отметить, что объем их выпуска неуклонно нарастал. К началу 90-х объем выпуска электродинамических громкоговорителей в нашей стране составлял 70 млн. в год (Рязанский радиозавод - объем выпуска 15 млн. в год, Гагаринский радиозавод - 13 млн., Бердский радиозавод, НПО "Радиотехника" в Риге и др.).

С появлением промышленных образцов электродинамических громкоговорителей практически все модели рупорных громкоговорителей стали использовать их в качестве излучателей. Создание рупорных громкоговорителей с конструкцией, близкой к современной, началось с работы инженеров Альберта Тураса (Albert L. Thuras) и Эдварда Венте (Edward Christopher Wente), в 1927 году запатентовавших узкогорлый рупорный громкоговоритель, в котором использовалась предрупорная камера и специальная линза (тело Венте).

Развитие звукового кино потребовало создания акустических систем, обеспечивающих достаточную громкость и разборчивость звука. Это привело к появлению многополосных систем. Одной из первых была продемонстрированная Дугласом Ширером (Douglas Shearer) двухполосная акустическая система, состоящая из низкочастотных свернутых рупоров и высокочастотного многоячеистого рупора с использованием электродинамических громкоговорителей. Система воспроизводила диапазон 40-10000 Гц и имела довольно высокую чувствительность (рис. 4). В 1938 году она получила премию Академии киноискусств и наук, и стала своего рода эталоном для последующего развития многополосных систем озвучивания в кино, театрах и др.

С началом создания многополосных акустических систем появилась необходимость в использовании разделительных фильтров между низко-, средне- и высокочастотными громкоговорителями. Первая статья по теории фильтров для громкоговорителей появилась в 1936 году (авторы John K. Hilliard и Harry R. Kimball). В ней была дана теория расчета фильтров Баттерворта первого-третьего порядка, которые к 50-м годам были признаны как наиболее предпочтительная форма для акустических систем.

В период 1940-50 годов развивались, в основном, мощные рупорные акустические системы и соответствующие головки громкоговорителей для профессиональных целей озвучивания залов кино и театров (фирмы JBL, Altec Lancing и др.).

В домашних условиях использовались большие электродинамические головки без оформления. Однако из-за короткого акустического замыкания в них не удавалось получить низкие частоты. Первые многополосные акустические системы использовали большие корпуса "открытого типа" объемом 300-500 куб. дм (литров), при этом воспроизводимый диапазон частот начинался с 80-100 Гц.

Подлинная революция в бытовой технике началась с 1954 года, когда один из основателей фирмы AR (Acoustical Research) Edgar M. Villchur показал на выставке в Нью-Йорке маленькую акустическую систему AR-1, основанную на совершенно новом принципе, получившем название "акустический подвес" или корпус "компрессионного типа". Идея этого изобретения, открывшего дорогу современным системам домашнего применения, состояла в том, что для получения низких частот использовался корпус маленьких размеров, упругость воздушного объема в котором более чем в три раза превышала упругость подвеса низкочастотного громкоговорителя. В этом случае подвижная система громкоговорителя как бы "садится" на упругую воздушную подушку. Поскольку воздух - среда линейная, то это позволяет увеличить смещение диафрагмы громкоговорителя без увеличения нелинейных искажений и, тем самым, получить воспроизведение низких частот в небольшом объеме.

Создание таких систем потребовало изменения принципов проектирования низкочастотных громкоговорителей, они должны были обладать тяжелой подвижной системой, гибким подвесом, большой звуковой катушкой и магнитной цепью для обеспечения возможности подведения большой мощности от усилителей. Появление маленькой по объему акустической системы, которая уверенно воспроизводила низкочастотную часть диапазона, вызвало изумление специалистов и открыло широкую дорогу для развития домашних акустических систем категории Hi-Fi.

Концепция создания аппаратуры High-Fidelity (высокая верность; то есть аппаратуры, обеспечивающей максимальное соответствие живому звуку), выдвинутая в 60-е годы фирмой KEF (Англия), послужила мощным толчком в развитии как бытовых, так и профессиональных акустических систем: совершенствовании конструкции всех элементов (головок громкоговорителей, корпусов, фильтров), технологии их изготовления, разработке новых методов измерения параметров, а также создании теории их расчета. К производству и разработке громкоговорителей подключились сотни фирм, научных центров и университетов.

Прогресс в развитии корпусов акустических систем был связан, прежде всего, с появлением большого разнообразия их конструкций: наряду с закрытыми корпусами компрессионного типа (о которых сказано выше), в 1959 году инженер James F. Novak из компании Jensen представил концепцию создания корпусов с фазоинвертором (идея была запатентована Альбертом Турасом еще в 1930 году), что позволило увеличить уровень звукового давления в области низких частот.

В настоящее время используется большое многообразие конструкций низкочастотных оформлений: с пассивным излучателем, с двойной камерой, типа "лабиринт", типа "полосовой фильтр" и др. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки (об этом поговорим в следующих статьях). Принципиально важным этапом в их развитии явилась создание в 1971-1973 годах теории расчета низкочастотных оформлений (авторы Neville Thiele и Richard Small), основанной на аналогии с теорией фильтров. Это позволило перевести на научную основу проектирование корпусов, создать соответствующие компьютерные программы, которые широко используются в практике проектирования громкоговорителей. Для обеспечения качественного воспроизведения средних и высоких частот были отработаны различные способы звуко- и виброизоляции, а также созданы овальные формы корпусов (в основном для высокочастотных громкоговорителей) для снижения дифракционных искажений.

Поскольку подавляющее большинство акустических систем строилось по многополосному принципу, это обусловило значительный прогресс в создании разделительных фильтров, которые стали выполнять не только функции разделения частотной полосы между низко-, средне- и высокочастотными громкоговорителями, но симметризировать характеристику направленности в области полосы разделения. В настоящее время имеется большое количество компьютерных программ, которые позволяют оптимизировать параметры фильтров, например, CACD, CALSOD, Filter Designer and LEAP4.0 и др.

Существенные изменения произошли и в головках громкоговорителей. Наряду с электродинамическими, начали выпускаться излучатели, построенные на других принципах преобразования: электростатические, излучатели Хейла, пьезопленочные и т. д. (подробнее о них поговорим в следующих статьях).

Что касается электродинамических громкоговорителей, то предложенная Райсом и Келлогом конструкция оказалась настолько удачной, что принципиальных изменений в ней не произошло, прогресс шел в основном в области технологии.

Можно отметить следующие оригинальные конструкторские решения, появившиеся в 50-70 годах.

В 1958 году Edgar Villchur представил модель акустической системы AR-3 с принципиально новым по конструкции высокочастотным излучателем: диафрагма была изготовлена в виде купола, центрирующая шайба отсутствовала, а звуковая катушка крепилась прямо к диафрагме. Появление такой конструкции решило очень важную проблему: расширения характеристики направленности в области высоких частот за счет применения небольшой по размерам полусферической диафрагмы.

Появились мощные низкочастотные громкоговорители с диафрагмами, имеющими специальные ребра жесткости; примером может служить модель коаксиального излучателя RCA-15, которую предложил инженер Harry Ferdinand Olson в 1954 году.

Появилась принципиально новая конструкция коаксиального громкоговорителя, созданная фирмой Tannoy (Англия) в 1947 году (рис. 5). Идея состояла в том, чтобы ликвидировать разнесение источников низких и высоких частот в пространстве и добиться излучения их из одной точки, что ликвидирует фазовые сдвиги между ними и улучшает характеристики направленности. В такой конструкции высокочастотный громкоговоритель с купольной диафрагмой и специальным распределителем излучал через отверстие в керне низкочастотного громкоговорителя, диффузор которого служит для него рупором.

Были разработаны конструкции громкоговорителей (сначала высокочастотных, затем и средне-низкочастотных) с использованием специальной магнитной жидкости (ferrofluid) в зазоре для отвода тепла и повышения демпфирования при больших амплитудах.

Последние достижения
Основные успехи в развитии электродинамических громкоговорителей за последние десятилетия были достигнуты в технологии. Возросшие мощности усилителей (300-500 Вт), требования к неискаженной передаче больших динамических диапазонов (максимальный уровень звукового давления ~130-140 дБ), к снижению уровня линейных и нелинейных искажений, привели к существенным изменениям как в выборе материалов, так и в технологии изготовления многих элементов электродинамических громкоговорителей.

В низкочастотных громкоговорителях технологические изменения коснулись всех элементов. Подвесы начали изготавливаться из специальных материалов (натуральных резин, пенополиуретанов, прорезиненных тканей, натуральных и синтетических тканей со специальными демпфирующими покрытиями) и приобрели особую форму: полутороидальные, sin-образные, S-образные и др. Диафрагмы низкочастотных громкоговорителей (первые из которых в 20-е годы делали из пергамента или натуральной кожи) в настоящее время изготавливаются из довольно сложных композиций на основе натуральной длинно-волокнистой целлюлозы с различными добавками, повышающими ее прочность, жесткость и демпфирующие свойства (например, волокнами шерсти, льна, углестекловолокна, графитовыми чешуйками, металлическими волокнами, влагозащитными и демпфирующими пропитками). О степени сложности таких композитов можно судить по тому, что в них используются до 10-15 составляющих.

Однако, наряду с композициями из натуральных целлюлоз, для диафрагм низкочастотных громкоговорителей применялись и применяются различные композиционные материалы, как правило, разработанные ранее для аэрокосмической и военной техники: многослойные сотовые материалы, вспененные металлы и т. д. В настоящее время для диафрагм низкочастотных громкоговорителей многими известными фирмами (JAMO, KEF, Cabasse, Tannoy и т. д.) все шире применяются синтетические пленочные композиции на основе полиолефинов (полипропилена и полиэтилена) и композиционные материалы на основе высокомодульной ткани "кевлар" (В&W, Audix и т. д.).

Применение таких диафрагм позволяет обеспечить в лучших моделях низкочастотных громкоговорителей гладкие АЧХ до 1500...2500 Гц, что почти на две октавы выше частот раздела, часто используемых в трехполосных акустических системах (400...600 Гц). Примером современной конструкции низкочастотного громкоговорителя может служить одна из последних моделей низкочастотного излучателя фирмы JBL, показанная на рис. 6. В ней используется магнитная цепь с неодимовым магнитом, звуковая катушка с двойной обмоткой, что позволяет работать при больших мощностях без искажений, диафрагма из композитного материала с угольными волокнами и другие достижения современных технологий.

Особые изменения произошли в технологии изготовления высокочастотных громкоговорителей, где современные достижения космической техники находят особенно эффективное применение. Примером одной из самых современных конструкций может служить высокочастотный громкоговоритель фирмы Tannoy модель Prestige ST-200, где используется купольная диафрагма диаметром 25 мм и толщиной 25 мк, изготовленная из титана с напыленным слоем золота, магнит из неодима и др., что позволило получить совершенно уникальные параметры: частотный диапазон до 54 кГц при неравномерности -6 дБ, до 100 кГц при неравномерности -18 дБ, паспортная мощность 135 Вт (пиковая 550 Вт), чувствительность 95 дБ/В/м.

Если сравнить конструкции последних двух громкоговорителей с первыми моделями электродинамических громкоговорителей, то видно, какой путь прошло это изделие за почти сто лет с момента своего создания и каких параметров удалось достичь.

Профессиональные громкоговорители для систем озвучивания и звукоусиления развивались в основном по пути увеличения мощности и формирования заданной характеристики направленности. Создано большое разнообразие видов рупоров: дифракционные, радиальные, равномерного покрытия, свернутые и т. д. Появились новые виды излучателей - мощные линейные массивы, состоящие из отдельных активных многополосных блоков с управляемой характеристикой направленности.

Если проанализировать основные направления в развитии громкоговорителей на современном этапе (например, по материалам конгрессов AES за последние годы), то можно выделить следующие тенденции:
- появление новых параметров, значительно лучше коррелирующих со слуховым восприятием,
- создание новой цифровой метрологии, позволяющей проводить измерения более широкого круга параметров в незаглушенных помещениях,
- использование методов цифровой фильтрации для снижения линейных и нелинейных искажений,
- поиски путей создания цифровых громкоговорителей,
- разработка адаптивных цифровых процессоров для согласования параметров громкоговорителей с характеристиками помещения, в которых они установлены.

Подробнее об особенностях конструкции, технологии, методах уменьшения искажений в современных электродинамических громкоговорителях будет рассказано в следующих статьях цикла.

Акустические системы сегодня представляют высокотехнологичные устройства, способные воспроизводить звук самого разного типа. И подключить современные колонки можно практически к чему угодно – к любому устройству, способному передавать звуковую информацию: компьютеру, телефону, телевизору, музыкальному центру. Отдельная тема – автомобильные акустические системы, которые тоже имеют широкое разнообразие и часто используются для модернизации заводских версий автомобилей.

Но колонки далеко не сразу стали такими, какими мы их знаем сейчас. Всего пару десятков лет назад люди не могли себе представить многоканальную цифровую акустическую систему, создающую полноценное звуковое объемное окружение. Какими же были колонки на заре своей истории и как изменялись с течением времени?

История колонок

Первые прототипы колонок появились еще в далеком XIX веке. Связано это было, конечно, с одним из величайших открытий в истории человечества – открытием в 1831 году явления электромагнитной индукции, совершенным Майклом Фарадеем. Вскоре после этого изобретатели начали использовать электричество в своих исследованиях, и спустя три десятка лет был создан первый прототип телефона, использовавший такое устройство, как громкоговоритель для воспроизведения звука.

Этот момент и считается рождением того, что к нынешнему времени стало динамиком. Стало возможным создание колонок, однако в те времена их просто-напросто не к чему было подключить. К тому же, тогда еще не существовало усилителей, которые необходимы для получения достаточно мощного и качественного звука. Все это привело к тому, что сразу после изобретения колонки не обрели популярности и широкого применения.

Однако о технологии не забыли, и она начала настоящую свою жизнь после того, как был создан первый ламповый усилитель. Отсюда пошло первое разделение акустических устройств на активные – использующие встроенный преобразователь электрического сигнала, и пассивные – требующие подключения отдельного усилителя звука. Первые усилители были ламповыми – в них использовались обычные лампы накаливания, которые смогли позволить усиливать электрический сигнал до достаточной для воспроизведения звука мощности.

После появления технологии для усиления звука колонки начали стремительно развиваться. Первое устройство, использовавшее усилитель вместе с динамическим излучателем, появилось в 1926 году – это была Radiola 104, позволявшая получать звук мощностью 1 Вт. Усовершенствовались колонки на протяжении всего XX века, а на 70-80-е годы пришелся период наиболее активного акустических систем. Несмотря на появление все новых технологий, общие принципы конструирования колонок практически не изменились – как в прошлом, так и сейчас они состоят из звукоизолированного корпуса, усилителя и динамического излучателя. Улучшаются со временем только электрические детали за счет появления новых материалов, которые можно использовать при производстве микросхем и некоторых деталей динамика. Так, к примеру, сегодня появляются сложные полимерные пленки, призванные заменить бумагу на посту мембраны диффузора.

Современный облик колонки обрели в середине 1950-х годов, когда в Америке была запатентована закрытая конструкция акустических устройств. Закрытость динамика от окружающего воздуха позволила не только существенно увеличить качество издаваемого колонкой звука, но и в разы уменьшить размеры устройства. Примерно в то же время было начато производство высокочастотных динамиков – твиттеров – которые, в отличие от средне- и низкочастотных излучателей имеют купольную конструкцию.

В середине 1970-х годов компания Yamaha совершила настоящий прорыв в производстве акустических систем – ею были выпущены первые колонки, в которых был использован экспериментальный по тем временам материал – бериллий. Распыленный в вакуумной камере, он был применен для конструирования средне- и высокочастотных динамических излучателей. Сложность использования бериллия заключалась в том, что он очень хрупок и легко разрушался под нагрузкой в динамике. Инженеры Yamaha же научились обрабатывать его таким образом, чтобы целостность материала сохранялась в любых условиях.

Чем же был так важен бериллий? Дело в том, что изделия из него обладают самой высокой жесткостью, которая является одним из главных параметров мембраны диффузора, поскольку именно она определяет стабильность хода пленки при вибрации. Соответственно, от нее зависит непрерывность и чистота звука. Эту характеристику как-то нужно совместить с плотностью, от которой зависит, насколько на звук влияет сам материал изготовления диффузора, и малым весом устройства.

В 1973 году появился первый высококачественный сабвуфер, воспроизводивший звук частотой от 20 Гц. В его конструкции использовались 22-сантиметровые магниты, а все устройство весило чуть больше 50 кг.

В СССР, в отличие от стран Запада и Японии, развитие акустических систем высокого качества шло замедленными темпами. Когда как в последней колонки высшего класса, NS 1000 monitor, которые до сих пор считаются едва ли не лучшими акустическими устройствами за всю историю, появились в 1974 году, в нашей стране процесс активной разработки и производства Hi-Fi устройств только начался в конце 70-х годов. Советский технический гений смог создать колонки достаточного качества, чтобы отвечать всем международным требованиям, но очень хорошими их назвать было нельзя. Несмотря на все усилия отечественных инженеров, советская техника никогда не могла догнать и уж тем более перегнать по качеству продукцию западных компаний.

Развитие компьютерных колонок

После того, как началось массовое производство персональных компьютеров, изменились и тенденции в разработке и изготовлении акустических систем. Нужно было сделать колонки не только достаточно качественными, но и компактными, а также способными подключаться к звуковой плате компьютера.

До изобретения более-менее совершенных звуковых карт компьютерные колонки не были способны выдавать хоть сколько-нибудь качественный звук. Он был сравним с тем, как звучат плохие магнитофоны – если музыку еще можно было слушать, то человеческая речь, например слова песен, воспроизводилась с жуткими помехами.

С появлением звуковых карт стала возможной организация двухканального звучания. Эта схема широко используется и по сей день – в ней применяется пара колонок, на которые при помощи микросхемы в компьютере подается два отдельных электрических сигнала, кодирующих два разных канала – обычно это фронтальные каналы, создающие основную часть звукового окружения. Такие системы отмечаются индексом 2.0 – то есть, в них используется две широкополосные колонки и ни одного сабвуфера.

Звук уже стал достаточно качественным – оставалось только расширять его способности. Для этого система 2.0 была дополнена еще двумя колонками – тыловыми. С такой системы 4.0 началась эпоха объемного звучания. Первые такие модели еще не были тем, что сейчас представляет собой полноценное многоканальное окружение, но уже позволяли получить представление о расположении источников звука в пространстве. Для еще большей полноты звука к широкополосным колонкам стал добавляться сабвуфер, и система получила индекс 4.1.

И, наконец, один из финальных этапов развития колонок – появление системы Dolby Surround, которая реализуется благодаря еще одной, пятой, колонке. Эта колонка является центральной и привносит в звуковое окружение финальный штрих, делая воспроизводимую речь максимально качественной. Кроме того, центральная колонка позволяет объединять сигналы с разных каналов для одновременного их усиления.

Таким образом, история колонок весьма объемна и занимает почти два века. Она началась с открытия электричества, и с тех пор акустические системы неотрывно следовали за развитием технологий, являясь неотъемлемой частью научно-технического прогресса. Что будет с колонками дальше – неизвестно. Кажется, что сделать звук еще более качественным уже невозможно, но кто знает – может быть, завтра ученые откроют новый материал, который при использовании в динамиках вознесет звук на неслыханные ранее высоты.

перевод: Рауль Санчес

История и развитие акустических систем.

Что в прошлом?

Современные АС, при всей их отвратности, все равно существенно ЛУЧШЕ, чем БОЛЬШИНСТВО АС 50-х годов. Крайне мало кто из корифеев хай-фай являлся владельцем огромных АС как Altec “Voice Of The Theatre” A-7,

или Bozak B-305

15-ти дюймовых Tannoy или рупоров Klipsch.

Рядовому аудиоэнтузиасту приходилось довольствоваться чем-то вроде 12-ти дюймовых коаксиальных головок University, Jensen или Electro-Voice, встроенных в огромные резонирующие ящики из фанеры на клею, с одним единственным слоем стекловаты на задней стенке. Портом ФИ служила большая дырка в корпусе, которая приводила к подмешиванию к звучанию гула (поскольку порты настраивались на слишком высокую частоту) с подъемом АЧХ на 6-12дБ в области 80-150Гц. Вы когда-нибудь слышали отремонтированный проигрыватель-автомат?

Коаксиальные или, того хуже, триаксиальные головки характеризовались бумажными резонансными изломами на частотах порядка 300Гц и выше, полостными резонансами (скажите спасибо рупорным элементам, вклеивавшимся в середину динамика) начиная с частот 800Гц и выше, рупорными резонансами во всем рабочем диапазоне короткого рупорка, а также резонансными изломами фенольных диафрагм, начиная с 8кГц и выше. «Приличная» головка такого типа, как правило, имела неравномерность АЧХ от +/-4 до +/-8дБ и даже для того, чтобы добиться таких показателей, нужно было задемпфировать ее по самое «не могу».

Так что репутацию «бум-бум-чирИк-чирИк» такие АС раннего периода хай-фай приобрели вполне заслуженно. Качество звучания больше напоминало старый соседский театр или же ЦПКиО им. Горького, нежели звучание современной акустики. Ламповая электроника как могла помогала ПОДСЛАСТИТЬ шероховатость звучания, но это все равно не спасало ужасное качество АС того времени. Без сомнения, АС первого поколения от Quad, RCA LC-1A, Tannoy и Lowther могут сравниться с современными АС, НО... в то время их было так МАЛО, они были настолько РЕДКИ, и настолько ДОРОГИ, что лучше и не вспоминать. Ну, насколько дороги? Классические АС стоили примерно как НОВЫЙ Фольксваген или первичный взнос за новую квартиру!

Совершенно очевидно, что разработчики того времени НЕ располагали прочными знаниями о том, как моделировать или предсказывать поведение АС в НЧ-области, а материалы, использовавшиеся для изготовления пищалок не выдерживают по сравнению с современными никакой критики. Сегодня точный, аккуратный бас воспринимается как нечто само собой разумеющееся, а современные пищалки просто превосходны.

Вот где начинаются проблемы у современной акустики, так это в среднечастотной области, которая не «дается» компьютерным средствам разработки также хорошо, как область баса или ВЧ. «Изюминка» и динамизм лучших КЛАССИЧЕСКИХ АС находится в СЧ – самой важной и самой сложной части всего спектра! Прогресс в части СЧ идет весьма медленно по разным причинам. Там, где слух достигает максимальной чувствительности, головки начинают работать на границе их расчетного частотного диапазона, а разработчику приходится ОДНОВРЕМЕННО бороться за ровность спектра, полярную характеристику (дисперсию), интермодуляционные искажения, импульсную характеристику, подавление запаздывающих резонансов, дифракции на углах акустического оформления и за «объединение» противоположных характеристик переходных фильтров.

В конце 60-х на смену большим 12- и 15-ти дюймовым ФИ-системам пришли АС AR, KLH, Advent и прочие небольшие полочные спикеры 60-х и 70-х годов. У новой акустики были 8-ми дюймовые басовики, сильно «задрапированные» войлоком, маленькие закрытые корпуса, фенольные купольные пищалки, минималистские кроссоверы и крайне низкая чувствительность. По современным понятиям они были тусклыми-претусклыми, с посредственной стереопанорамой и шершавым звучанием, характеризовавшимся низким разрешением. Все это имело место благодаря использованию минималистских кроссоверов, несдемпфированным стоячим волнам в акустическом оформлении, НЕиспользованию осесимметричного расположения головок, а также проблемам с дифракцией на декоративных углах ящиков, подрамниках грилей и «тяжелой» материи самих несъемных матерчатых сеток.

И хотя новые полочники характеризовались более ровными АЧХ, снимаемыми простыми методами измерений того времени, чудесная «изюминка» и «живость» лучших образцов АС 50-х была утрачена. Только в конце 80-х годов вновь появились АС с высокой чувствительностью и новыми диффузорами, а также новые мощные измерительные системы. В период с конца 60-х до конца 80-х ТОЧНОСТЬ воспроизведения и НЕЙТРАЛЬНОСТЬ звучания были поставлены во главу угла.

Довольно любопытно, что при сравнениях транзисторных усилителей первого поколения вроде Dyna 120, Crown DC-300 или Phase Linear 400 с классическими ламповыми Dyna Stereo 70 или Marantz 9 предпочтение отдавалось первым (даже самим Дж. Гордоном Холтом из Стереофайла!). Это многое говорит о разрешающей способности, заметьте, ЛУЧШИХ АС того времени. Прогрессивные улучшения в разработке АС, достигнутые за последние десятилетия, теперь хорошо показывают РЕАЛЬНОЕ качество звучания тех транзисторных усилителей первого поколения – оно, в действительности, ужасно. А вот звучание «освеженных» классических ламповых усилителей наоборот – такое же или даже лучше, чем звучание самых дорогих транзисторных усилителей нашего времени.

Вот неполный перечень проблем, с которыми приходится сталкиваться современным разработчикам АС:

1.
Двухколоночному СТЕРЕО принципиально невозможно воссоздать в оригинале акустический волновой фронт – вместо этого создается фазированный, слабореалистичный образ небольшого размера, который при длительном прослушивании у многих слушателей вызывает утомление (в особенности у НЕ-аудиофилов). Этот виртуальный образ весьма нестабилен и сильно зависит от местоположения слушателя, спектрального распределения энергии и свойств помещения для прослушивания.

Было показано, что даже простой центральный моно-образ страдает от жуткой гребенчатой фильтрации в диапазоне от 1 до 4кГц, что является причиной того, почему солирующий вокал звучит совершенно по-разному при воспроизведении через одну колонку или стереопару. Психоакустические исследования показывают, что при ДВУХ-канальной системе воспроизведения для более менее точного воссоздания тонального качества центрально позиционированных звуковых образов, таких как, например, вокалисты требуется КАК МИНИМУМ 3 АС.

2.
Большие количества гармонических, интермодуляционных и перекрестно-модуляционных искажений накладываются на механические резонансы головок, в результате чего спектральная энергия концентрируется на отдельных частотах. Различные технологии демпфирования головок, как правило, улучшают спектральные характеристики (АЧХ так во всяком случае), но особого улучшения в плане устранения изломных мод они не дают, так что искажения распространяются на значительно более широкий частотный диапазон.

Узкополосная природа резонансных искажений в АС является той причиной, по которой измерения гармонических или интермодуляционных искажений на какой-то отдельных частотах оказываются совершенно бесполезными. Для того, чтобы получить полезную зависимость искажений от частоты, необходима дорогая измерительная система со следящим генератором. Тогда можно получить весьма различные спектры для, например, второй и третьей гармоник, а также кривые, напоминающие топографическую карту морского дна. Какие же либо вопросы о «средних» искажениях по своей абсурдности напоминают вопрос «Какова средняя глубина Атлантического Океана?».

Во избежание резонансных искажений, диафрагма головки должна иметь плотность, близкую к оной воздуха, и характеризоваться абсолютно равномерным ускорением ВСЕЙ поверхности на ВСЕХ частотах. До сих пор человеку НЕ удалось создать что либо подобное. Как следствие, ВСЕ АС характеризуются тональным окрашиванием, варьирующимся от незначительного до грубейшего. При этом некоторые виды окрашивания присутствуют постоянно, а некоторые проявляются только на повышенных или пониженных уровнях громкости. Музыкальные ПРЕДПОЧТЕНИЯ слушателя с легкостью могут маскировать наличие указанных проблем, особенно, если таковой слушает музыку с относительно ПРОСТЫМ спектральным составом (например, Джаз).

3.
Энергия стоячих резонансных волн накапливается в головках (за исключением плазменных излучателей с «нулевой» массой), акустическом оформлении и, собственно, в самой КдП. Нежелательная механическая энергия должна быстро «сливаться» двумя способами: жесткими механическими связями с малыми потерями с Землей (жесткий путь от магнита к стойке, от стойки к полу, от пола к Земле) и рассеиваться в виде тепла в аморфных материалах с большими потерями, таких как свинец, песок, сорботан и т.д. Энергия, которая не отводится, переизлучается в виде фонового шума КАЖДОЙ механической частью головки или корпуса, каждая из которых в свою очередь характеризуется своим собственным резонансным «почерком».

В любой РЕАЛЬНОЙ АС, вне зависимости от принципа ее построения, в любой момент времени существуют сотни резонансов в виде стоячих волн, которые реализуются за время, начиная от миллисекунд до нескольких секунд. Эти резонансы постоянно накладываются на структуру музыки, изменяют тональную окраску, искажают и маскируют реверберантные качества записи-оригинала, а также «уплощают» и смазывают стереопанораму.

В АС с идеально ровной АЧХ этот вид «скрытых» резонансов является ОСНОВНЫМ источником окрашивания. Это также является причиной, по которой третьоктавные методы измерения при помощи розового шума были заменены гораздо более «разоблачающими» технологиями TDS, FFT, MLS.

4.
Диаграмма излучения драматически изменяется с частотой, и особенно резко в зонах перехода. Кроме того, диаграмма излучения еще больше искажается дифракционным переизлучением на КАЖДОЙ острой грани корпуса (вне зависимости от размеров или типа – это касается и малюсеньких сателлитов и планарных АС).

Дифракция, имеющая место на ЛЮБОЙ острой грани корпуса, является источником задержанного фантомного противофазного излучения, интерферирующего с прямым звуком от головок. Эти вторичные фантомные «излучатели» являются причиной заметной ряби на АЧХ во области СЧ (вплоть до 6дБ) и источниками «задержанного» звука, которые нарушают временные соотношения, столь необходимые для правильного создания стереообраза. Эти проблемы с дисперсией воспринимаются на слух как зависящее от КдП окрашивание, грубая «середина», размытое стерео и эффект «прилипания» звука к колонкам.

Этот перечень охватывает лишь часть проблем АС. Существуют и другие проблемы – правда не столь серьезные – которые, тем не менее, можно научиться замечать при определенной тренировке. Проблемы эти возникают АБСОЛЮТНО во ВСЕХ АС – будь то на базе динамических излучателей, рупоров, ленточных излучателей, электромагнитных планаров, электростатических планаров и всех остальных. Все эти АС характеризуются большим количеством гармонических и интермодуляционных искажений, сконцентрированных на определенных частотах. Все эти АС запасают и испускают значительные количества резонансной энергии, и все они имеют сильную зависимость дисперсии от частоты, которая еще более усугубляется дифракционным переизлучением.

Вот почему ВСЯКИЕ россказни о «совершенстве» или о «колоссальном прорыве» следует воспринимать с БОЛЬШИМ СКЕПТИЦИЗМОМ. Хотя бы какой-нибудь продукт чудо-технологий лишен вышеперечисленных недостатков? НЕТ. Единственное, что за последнее время реально улучшилось, так это применяемые МАТЕРИАЛЫ, а также технология ИЗМЕРЕНИЙ и компьютерного МОДЕЛИРОВАНИЯ. И все.

Поскольку ВСЯ акустика БЕЗ исключения имеет СЕРЬЕЗНЫЕ недостатки пусть и в АБСОЛЮТНОМ смысле слова, то именно от потребителя зависит то, какую акустику он выберет, и чего от нее при этом потребует. «Идеальное звучание навеки» - лишь глупый маркетинговый лозунг, суть которого абсолютно НЕ достижима ни для артиста, ни для инженера. Прежде всего потому, что материалов, которые позволили бы создать нечто подобное, просто НЕ существует.

Основные «школы» разработки акустики

Поскольку ВСЕ разработчики вынуждены выбирать исходя из СУБЪЕКТИВНЫХ (или маркетинговых) соображений, ЕДИНСТВЕННО правильного или Неправильного способа разработки АС просто НЕ существует. Если кто-нибудь скажет вам, что это не так, то можем только посоветовать вам поподробнее исследовать «персональные пристрастия» заявляющего с целью убедиться, что если он не является приверженцем религиозного фундаментализма, то наверняка склонен к фундаментализму «рационально-научному».

Какова лично моя позиция? Я – определенно НЕ являюсь аудио-фундаменталистом, равно как и каким либо фундаменталистом вообще.

Я очень уважаю ровность АЧХ, минимальность интермодуляционных искажений, как можно меньшее количество запаздывающих резонансов (чистоту ватерфола) и малую дифракцию. Более того, я ищу то неуловимое качество звучания, которое можно назвать «расцветом жизни» или «протяни руку и коснись», т.е. ощущение физической вовлеченности в исполнение. Тем из вас, кто никогда не испытывал подобных ощущений, я могу лишь сказать, что это встречается в природе, но примерно также РЕДКО, как идеальная двойная радуга.

В следующей главе я расскажу вам о различных путях, которыми разработчики вынуждены следовать для достижения звукового совершенства.
Ровная АЧХ – «школа» ОБЪЕКТИВНОЙ разработки

В эту категорию попадает большинство Британских и Канадских АС. Они характеризуются ровными АЧХ. При этом Британская «школа» БиБиСи наибольшее значение придает ОСЕВОЙ АЧХ, снимаемой с расстояния 2 метра, в сочетании с минимизацией запаздыващих резонансов, а канадская «школа» Национального Комитета по Исследованиям уделяет наибольшее внимание АЧХ, усредненной по «смотрящей» на слушателя полусфере. Эти приоритеты в разработке были расставлены, соответственно, профессионалами радиовещательной компании БиБиСи и экспертами-слухачами Национального Комитета по Исследованиям Канады.

Эта «школа» разработки наиболее соответствует философии ОБЪЕКТИВНОГО ИНЖЕНЕРНОГО искусства. Не случайно ведь, что инженеры со степенями магистра или докторскими степенями в акустике разрабатывают АС, следуя ИМЕННО ЭТОЙ философии. Эти инженеры не могут серьезно относиться к «специальным» кабелям для разводки, аудиофильским резисторам, конденсаторам и прочей МИСТИКЕ из серии триодов с прямым накалом, равно как и всему прочему, что НЕВОЗМОЖНО УСТОЙЧИВО и ПОВТОРЯЕМО слышать в двойном слепом тестировании.

Д.И.Л. Шортер из БиБиСи был первый, кто в конце 50-х годов ТОЧНО измерил и ИДЕНТИФИЦИРОВАЛ источники резонансов головок и корпусов, а многие АС английского производства, как бы в подтвержение этой философии, и по сей день характеризуются превосходными характеристиками в этой области. Поскольку резонансы могут быть слышны даже в том случае, если их уровень ниже уровня полезного сигнала на 20дБ, БиБиСи стали ПЕРВОЙ организацией, которая занялась идентификацией и измерением ОКРАСКИ звучания, которая совершенно не «видна» на традиционных АЧХ.

Американским разработчикам потребовалось аж 20 лет, чтобы ПРИЗНАТЬ важность этой «скрытой» окраски, а реальный прорыв в этой области произошел когда в начале 70-х Ричард Гейзер изобрел спектрометрию с временной задержкой (так называемая TDS-методика), которая нашла первое воплощение в измерительной системе TEF, производившейся Techron. 10 лет спустя Липшиц и Вандеркой изобрели Систему Анализа при помощи Последовательности Максимальной Длины, которая нашла промышленное воплощение в виде ISA-платы для компьютера, выпускаемой DRA Laboratories. На протяжении 30 лет измерения запаздывающих резонансов прошли путь от специализированных изсерительных инструментов, применявшихся ТОЛЬКО внутри БиБиСи, т.е. от специализированного БПФ мини-компьютера Хьюлет-Пакард стоимостью 150.000 долларов, использовавшегося в лабораториях KEF, через систему TEF стоимостью в 12.000 долларов, производившуюся Crown, до обычной платы MLSSA стоимостью в 3.500 долларов, которая может быть вставлена в ЛЮБОЙ ПК.

В настоящее время MLSSA является ПРОМЫШЛЕННЫМ СТАНДАРТОМ для всех крупных производителей АС. Если вы прежде всего интересуетесь АЧХ и не сильно озабочены таинством интерпретации переходных характеристик и графиков КЗС (водопадов), то продукция LMS стоимостью всего 1000 баксов будет неплохим выбором. LMS широко используется для контроля качества продукции, поскольку ее легко настроить на режим «канает/не канает» в части АЧХ. Еще одним интересным продуктом является CLIO, которая по функциональным возможностям может сравниться с MLSSA и имеет в качестве бонуса 16-ти битную точность и невысокую стоимость (1600 долларов вместе с микрофоном).

В последние годы на рынке появилась масса программного обеспечения, которое рассчитано на использование звуковых карт высокого уровня, что еще больше снижает расходы – до порядка 600 долларов. Единственная «засада» с большинством аудиокарт – это максимальная частота сэмплирования в 44.1кГц. Для того, чтобы ТОЧНО измерить импульсную характеристику пищалки, сглаживающий фильтр, стоящий еред ЦАПом, должен иметь сравнительно пологую крутизну (Бесселя или Баттерворта), а это, в свою очередь, обязывает к частоте сэмплирования в 96кГц или выше. Если же производитель звуковой карты отвечает на вопрос о максимальной частоте сэмплирования или крутизне сглаживающего фильтра УКЛОНЧИВО, от покупки такой карты лучше ВОЗДЕРЖАТЬСЯ.
Отвлечемся на время от «школ» колонкостроения и выучим, как нужно выбирать АС.

Прежде всего, НЕ покупайтесь на МАРКЕТИНГОВЫЕ уловки! Запомните: ВСЕ, т.е. АБСОЛЮТНО ВСЕ головки имеют свой собственный звуковой «почерк», который в лучшем случае можно держать «в узде»путем эквализации в кроссовере, но совсем избавиться от которого НЕВОЗМОЖНО. И хотя эквализация в кроссовере вполне может «выпрямить» частотные и временнЫе характеристики головки, от интермодуляционных искажений, возникающих при резонансах в диафрагме или подвесе никуда не деться. ВСЕ физические материалы имеют резонансные моды, поэтому если головка создана из физических материалов, то она ОБЯЗАТЕЛЬНО будет иметь резонансные моды, хоть ты тресни.

Поскольку всем нам приходится работать с несовершенными материалами, приведем ряд замечаний, которые должны помочь нам спуститься с «неба» абстрактных идей и концепций на Землю и начать наслаждаться звучанием.

1.
Стремитесь к АС с ГЛАДКОЙ и РОВНОЙ АЧХ и как можно более правильной импульсной характеристикой (Tecnics SB-8000 помните?). Предпримите шаги по устранению каких бы то ни было ОТРАЖЕНИЙ от ЛИЦЕВОЙ панели АС (помните Данлэви?), а также от возможных внутренних панелей (помните жуткий резонанс в акустике Оскара Хейла Китара?). Отражения слышны гораздо сильнее и гораздо неприятнее, чем это можно предположить, глядя на бугорки, которые они создают на АЧХ. Внутренности корпуса нужно аккуратно покрывать ВОЙЛОКОМ (на 85% состоит из шерсти) – это обеспечит хорошее подавление отражений. Что касается экстерьера, то головки НИКОГДА НЕ должны быть помещены в какаю-либо разновидность полости или углубления, поскольку даже самые лучшие войлочные поглотители обладают весьма скромной поглощающей способностью. Самое лучшее, если головка смонтирована строго заподлицо с лицевой панелью, а КРАЯ корпуса СКРУГЛЕНЫ (помните Technics SB-RX50?). Резонансы головок и акустического оформления должны быть сведены до уровней, когда они практически незаметны. Корпуса АС должны быть, прежде всего, очень жесткими (помните Yamaha NS-1000 Monitor?). Демпфирование – задача ВТОРОГО уровня. Для укрепления корпуса вполне подойдет клееная фанера толщиной в 2 сантиметра.

2.
Избегайте кроссоверов с частотами перехода, попадающими в самый КРИТИЧЕСКИЙ для слуха диапазон от 300Гц до 3кГц (у Yamaha NS-1000 Monitor СЧ-головка работает в полосе 500Гц-6кГц!!!). Телефонные компании не ошибались, когда выбирали этот диапазон в качестве наиболее значимой части спектра! Эта частотная область должна быть совершенно безупречна, должна характеризоваться ПЛОСКОЙ АЧХ и очень низкими искажениями. Даже в том случае, если кроссовер ВЕЛИКОЛЕПНО настроен и исполнен, его присутствие все равно СЛЕГКА ЗАМЕТНО. Вот почему хорошо бы его «вывести» из критической зоны.

3.
Хорошо управляемая и характеризующаяся полным отсутствием пиков область среза кроссовера чрезвычайно ВАЖНА. Если удается этого добиться, в зонах перехода автоматически получается гладкая как ФЧХ, так и АЧХ, а в общем итоге - очень качественная «середина» и серьёзный прирост в глубине сцены.

4.
Ну, и наконец, необходимо как можно больше снижать ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫЕ искажения во всем слышимом диапазоне, причем ОСОБЕННО это касается области от 500Гц до 5кГц. А это означает подбор головок с хорошо проработанными магнитными системами, а также использование среднечастотников и пищалок, которые имеют НОРМАЛЬНЫЕ размеры для работы в диапазоне, на воспроизведение которого они рассчитаны, т.е. от 13 до 18см для СЧ ГГ и пордяка 2.5см для твитеров.
Пищалки с МЯГКИМИ куполами.

Это пищалки, в которых применены ШЕЛКОВЫЕ купола, пропитанные демпфирующими составами, вошли в употребеление в самом начале 70-х в лице 2.5 сантиметровой пищалки от Peerless (впомните пищалки первых АС Polk Audio!), за которой последовала аналогичная по размерам великолепная пищалка от Audax, которая применялась в огромном числе Британских и Американских разработок 70-х и начала 80-х.

С появлением современных титановых и алюминиевых куполов подобные разработки попали в «немилость», что привело к тому, что Audax’овские мягкокупольные пищалки были сметены с рынка.

В последние годы мягкокупольные пищалки, как ни странно, «вернулись» в лице постоянно улучшавшейся серии Scan-Speak D2905 (2.5см), которые при прочих равных могут конкурировать с ЛЮБЫМИ металлическими. В этих пищалках вентилируемые полюсные наконечники сочетаются с «продвинутой» нагрузкой на лабиринт, новыми профилями и покрытиями куполов. В результате они характеризуются звуковым разрешением и детальностью свойственной ЛУЧШИМ металлическим куполам, но БЕЗ характерного резонанса в области 22-27кГц.

Плюсы: Значительное САМО-демпфирование и потенциально абсолютно ровная АЧХ, а также первоклассная импульсная характеристика. Потенциально ЕСТЕСТВЕННЫЙ, ОТКРЫТЫЙ звук БЕЗ назойливых и утомляющих резонансов, высокое качество воспроизведения цифровых записей.

Минусы: Первое поколение мягкокупольных пищалок звучало ТУСКЛО и характеризовалось необъяснимым УТОМЛЕНИЕМ от прослушивания. Кроме того, мощностные характеристики были крайне низки, что требовало применения кроссоверов с большой крутизной (18дБ/октаву). В современных мягкокупольных пищалках эта проблема решена, а лучшие экземпляры могут сравниться по качеству звуковоспроизведения с ЛЮБЫМИ другими технологиями, включая электростатические и ленточные пищалки.

Лучшие образцы: Семейство 2.5 сантимеровых пищалок Scan-Speak D2905.

Металлокупольные пищалки.

Достижения германской металлургической промышленности (в Elac и MB) в середине 80-х позволили выпускать тонкопрофильные купола из титана и алюминия, а сами пищалки стали производиться в Германии, Норвегии и Франции. Эти головки могут звучать ОЧЕНЬ ПРОЗРАЧНО, бросая вызов лучшим образцам электростатов (если грамотно сделаны, конечно).

Недостатком таких пищалок является недостаточное САМО-демпфирование, причем алюминиевые пищалки в этом отношении (в ультразвуковом диапазоне) несколько лучше титановых. В настоящее время ВСЕ металлокупольные пищалки характеризуются заметными пиками в ультразвуковой области, варьирующимися по амплитуде от 3 (превосходное значение) до 12дБ (посредственно).

Вокруг значимости этих ультразвуковых резонансов ведется много споров, поскольку инженеры Philips и Sony хорошо позаботились о том, чтобы наши чудесные записи из серии «Perfect Sound Forever» НЕ несли в себе НИКАКОЙ музыкальной выше 20кГц. Не оспаривая ограничений, собственно, источника сигнала, необходимо заметить, что усилители мощности (и ПКД) в состоянии генерировать ложные ультразвуковые сигналы, в особенности вблизи клиппинга или после него. Эти ультразвуковые сигналы могут возбуждать резонанс металлического купола, вызывая интермодуляционные искажения, которые попадают в СЛЫШИМЫЙ диапазон.

Плюсы: Равномерное поршневое движение вплоть до частоты резонанса, обеспечивающее звучание ОЧЕНЬ ВЫСОКОГО разрешения, ПРОЗРАЧНОСТИ и непосредственности (если все хорошо спроектировано). Дисперсия, как правило, ВЕЛИКОЛЕПНА, поскольку металлические купола имеют более плоские профили, чем мягкие.

Минусы: Потенциально возможно «металлическое» окрашивание, вызванное ультразвуковым пиком, интермодулирующим с сигналами слышимой полосы частот. Некоторые ранние образцы характеризовались ограниченными мощностными возможностями – при перегрузках искажения излома звучат исключительно отвратительно.

Лучшие образцы: Vifa D25AG-35-06, 2.5 сантиметровая алюминиевая купольная пищалка, которая звучит еще лучше, если снять с нее пластиковый дефлектор. Ее купол имеет вентилируемый полюсный наконечник, а потому мощностная характеристика очень приличная, а ультразвуковой пик выступает всего на 3дБ даже при снятом дефлекторе (рекомендуется). Говорят, что пищалки Focal еще лучше.
Ленточные пищалки.

Наибольшую известность как истинно ленточные пищалки получили редчайшие Kelly Ribbon 50-х годов, но встречаются и другие. Эти пищалки являются ЕДИНСТВЕННЫМИ динамическими головками с предельно низкой массой, предельно высокой равномерностью смещения и низкими искажениями, свойстенными электростатам. Истинно ленточные пищалки находятся в своей собственной категории, поскольку компромиссы, на которые идут при разработке обычных пищалок, здесь просто неприменимы. Правда, это не означает, что у них нет своих недостатков – в аудио бесплатных «обедов» не бывает.

Самым большим недостатком ленточных пищалок является ОДНОВИТКОВАЯ «звуковая катушка», свободно подвешенная в окружающем ее с боков магнитном зазоре. Это означает, что импеданс и чувствительность такого излучателя приближаются к нулю (если, конечно, не применять трансформатор). Однако даже с подходящим трансформатором чувствительность ленточного излучателя весьма мала, что являлось причиной того, почему Kelly добавляли к пищалке короткий рупор. К сожалению, короткий рупор убивает все то лучшее, что есть в ленточном излучателе, а именно ТОЧНУЮ импульсную характеристику и полное ОТСУТСТВИЕ резонансов.

Путем сочетания магнитов из редкоземельных металлов с интегральным трансформатором Raven подняли чувствительность своих ленточных пищалок до фантастических 95дБ/м, что в 10 раз выше чувствительности традиционных ленточных излучателей (и это БЕЗ применения рупоров!). Графики КЗС («водопада»), получаемые при помощи MLSSA, как и ожидается, выглядят также весьма впечатляюще. Искажения также предельно малы: по заявлениям Raven – менее 1% при 105дБ звукового давления, что весьма впечатляет.

ЕДИНСТВЕННЫМ недостатком излучателей Raven является необходимость в кроссовере с высокой крутизной среза. Это – потенциально серьезная проблема, поскольку крутизна (акустическая) 4-го порядка уже находится на грани слышимости и сопровождается в зоне перехода вращением фазы на 360 градусов. Наиболее радикальным методом «борьбы» с этим является повышение частоты перехода и применение, таким образом, широкополосного среднечастотника.

Мягкокупольные среднечастотники.

Ну, это всего-навсего укрупненные (до 5-8см) версии мягкокупольных пищалок, с точно такой же конструкцией, но снабженные еще полубочечным обрамлением, выступающим в роли комбинированного обрамления и центрирующей шайбы. К сожалению, то, что хорошо для пищалки, не совсем применимо к изделию, увеличенному до размеров среднечастотника. В пищалке смещения редко достигают величин более 0.5мм (что и так слишком даже много), но требования к третьей производной от смещения (резкий рывок) очень суровы, поскольку пищалка отвечает за самую верхнюю часть спектра и, время от времени, подвержена ультразвуковым щелчкам, появляющимся при клиппинге усилителя или воспроизведении винила, или при появлении высокочастотного шума и искажений от ЦАПов.

В противоположность этому среднечастотник (или мидбасовик) испытывает гораздо бОльшую необходимость в смещении и ускорении по двум причинам: при ополовинивании частоты смещение возрастает ВЧЕТВЕРО, и энергия МУЗЫКАЛЬНОГО спектра сосредоточена на НИЖНЕ-СРЕДНИХ частотах. Оба этих фактора в сочетании приводят к тому, что среднечастотник должен выдерживать несравненно бОльшую мощность, чем пищалка. А это накладыввает суровые требования на ЖЕСТКОСТЬ диафрагмы и подвергает простой подвес действию вибрирующих мод.

Причиной, по которой обычные конусы снабжаются отдельным обрамлением и ВНУТРЕННЕЙ центрирующей шайбой является задача ПРИНУЖДЕНИЯ конуса к возвратно-поступательному движению в ПОРШНЕВОМ режиме. Лишь в ОЧЕНЬ ДОРОГИХ среднечастотниках на основе куполов, предназначенных для профессиональных студийных мониторов (вроде АТС), используются ОТДЕЛЬНЫЕ центрирующие шайбы. В результате БОЛЬШИНСТВО куполов для АС ПОТРЕБИТЕЛЬСКОГО уровня имеют серьезные ПРОБЛЕМЫ с поперечной вибрацией и прочими хаотическими движениями. Кроме того, диафрагма из шелка с присадками легко деформируется высокими нагрузками при ускорении. В конце концов, никому в жизни еще не пришло в голову делать басовики из шелка с присадками.

В результате всех этих проблем, мягкокупольные среднечастотники характеризуются хорошими измерениями, но звучат намного ХУЖЕ, чем можно предположить из результатов измерений. Даже если ориентироваться только на измерения и похерить все вышесказанное, то существуют головки с ограниченной полосой пропускания, которые благодаря линейному смещению, не превышающему 2мм, требуют кроссоверов с крутизной 12дБ/октаву НЕ ниже 500Гц (лучше 800Гц). Можно предположить, что можно было бы обойтись большой пищалкой, которая хорошо работала бы на ВЧ, но ВСЕ мягкокупольные пищалки начинают «опадать», начиная с 4-5кГц, что, очевидно, НЕ лучше, чем использовать хорошие современные среднечастотники.

Разумеется, бывают и исключения. Например, существуют конусно-купольные гибриды, такие как 13 сантиметровые Scan-Speak 13М/8636 и 13М/8640, а также аналогичные Dynaudio 15W-75. Эти новые головки в действительности сконструированы как высококачественные миниатюрные конусы, а НЕ как среднечастотные купола. Единственное, что объединяет их с традиционными мягкими куполами, это БОЛЬШОЙ пылезащитный колпачок, который в действительности выступает в роли купольного излучателя высоких частот.

Эти новые конуса-купола характеризуются гораздо бОльшими смещениями, гораздо меньшими искажениями и гораздо более широкой АЧХ, чем мягкокупольные среднечастотники старого образца. Конусно-купольные головки в состоянии воспроизводить реалистичный и прозрачный звук, поскольку они состоят не из какого-то одного материала, а в них используется и Кевлар, и бумага и полипропилен.

Еще одним «особым случаем» являются английские профессиональные 7.5 сантиметровые купола АТС с встроенным коротким рупором. В этих головках используется двойная центрирующая шайба, которая позволяет устранить проблему поперечного болтания, от которой страдает большинство мягкокупольных среднечастотников, а также очень существенно снизить интермодуляционные искажения. Рон Нельсон (из Nelson-Reed) рекомендовал эти головки как практически самые лучшие из имеющихся. Но это – ОЧЕНЬ дорогие головки (около 300 долларов за штуку). Кроме того, их нужно отбирать вручную, чтобы согласовать резонансные частоты для левого и правого каналов.

Плюсы: ОТСУТСТВУЮТ. Среднечастотники на основе МЕТАЛЛИЧЕСКИХ куполов имеют определенный потенциал, но они требуют резкого среза в кроссоверах на обоих концах, а также дополнительного режекторного фильтра на ВЧ для удаления первой (и самой худшей) изломной ВЧ-моды. Примечание: это НЕ относится к конусно-купольным гибридам или профессиональным головкам АТС.

Минусы: Высокие искажения, утомляющее звучание, высокие частоты перехода, ограниченная полоса пропускания, ограниченные мощностные возможности, а также вводящие в заблуждение результаты измерений АЧХ. Для получения полной информации по этим головкам требуются детальные измерения интермодуляции свип-тоном и лазерная голография (виброметрия). Примечание: не касается конусно-купольных гибридов или профессиональных головок АТС.
Лучшие образцы: Профессиональные 7.5 сантиметровые купола АТС – принципиально иной «зверь», чем все обычные мягкокупольные среднечастотники. Они и стоят примерно вчетверо дороже (а вы что хотели?). Также Scan-Speak 8636 и 8640 – великолепные широкополосные среднечастотники.

Бумажные конусные мидбасовики и широкополосники.

Эта разновидность головок уходит корнями к оригинальному патенту на динамический громкоговоритель Rice & Kellogg 1925 года. Бумажно-конусные головки варьируются по качеству от ЖУТКИХ до ВЕЛИКОЛЕПНЫХ, от 10-ти центовых хрипунков, приклеенных к материнской плате компьютера до 13-ти сантиметровых конусно-купольных головок суперкачества от Scan-Speak, классических Lowther, нагруженных на рупор и 30-38 сантиметровых Tannoy Dual Concentric.

Самый старейший из всех материалов в действительности представляет собой композит, который существенно изменяет свои свойства в зависимости от обработки тем или иным материалом (который хранится каждым производителем в секрете). Обработка конуса достаточно важна, поскольку НЕобработанная бумага претерпевает существенные трансформации в зависимости от влажности. Присадки стабилизируют материал, улучшают САМО-демпфирование и расширяют область действия конуса в сторону ВЧ.

Плюсы: Хорошее или отличное САМО-демпфирование, потенциально превосходное РАЗРЕШЕНИЕ и ДЕТАЛЬНОСТЬ, потенциально ОЧЕНЬ РОВНАЯ АЧХ, а также ПОСТЕПЕННОЕ наступление резонансного излома конуса. Могут БЕСПРОБЛЕМНО использоваться с линейно-фазовыми кроссоверами с небольшой крутизной. Бумага – материал, который звучит ЛУЧШЕ, чем то показывают измерения. И это большой плюс, а не минус.

Минусы: Не столь жесткий материал, как Кевлар, углеволокно или металлы, а потому головкам может немного недоставать той сверхдетальности, свойственной электростатам. Характеризуется меньшей «громкостью», чем вышеперечисленные материалы, но зато входит в резонансный излом гораздо плавнее и постепеннее. Для достижения наилучших результатов головки с бумажными конусами могут потребовать умеренной «полочной» эквализации в кроссовере.

Бумага не столь плотна, как синтетика, а потому парное согласование не всегда строго, что в какой-то мере может повлиять на формирование сцены (в зависимости от точности и качества изготовления). Свойства бумаги могут медленно изменяться со временем (в зависимости от состава композита, которым покрывается конус).

Лучшие образцы:

13-ти сантиметровый конусно-купольный среднечастотник Scan-Speak 8640 с линейной АЧХ от 300Гц до 13кГц, очень низкими искажениями, превосходной импульсной характеристикой и детальностью.

16.5 сантиметровый высокочувствительный Audax PR170M0 (100дБ/м!!)

16.5 сантиметровый Diatone PM610A (юбилейное издание) от Mitsubishi. Это – сверхширокополосная головка, покрывающая диапазон от 70Гц до 20кГц при самом обычном акустическом оформлении.

Различные модели Lowther. Для нормальной работы, а также во избежание повреждения при пересмещении им требуется нагрузка на рупор. Если все сделано правильно, они могут покрывать диапазон от 50Гц до 18кГц.

Мидбасовики из Бекстрена.

Бекстрен – это ацетатный (ацетаты - соли уксусной кислоты) пластик, полученный из древесной массы, который обычно демпфируется слоем присадочного покрытия на передней части конуса для того, чтобы держать «в узде» первый сильный резонанс диафрагмы в области 1.5кГц. Изначально материал был разработан БиБиСи в 1967 году, которым (как материалом более плотным и «предсказуемым») предполагалось заменить бумагу в мониторной акустике. Материал получил широкое распространение в начале 70-х. Типичные АС того времени состояли из 20-ти сантиметрового мидбасовика из Бекстрена производства KEF или Audax и 2.5 сантиметровой мякгокупольной пищалки от Audax.

В разработках БиБиСи ВСЕГДА применялось режекторное фильтрование для того, чтобы добиться ровной АЧХ головок из Бекстрена в СЧ-диапазоне. Наибольшую известность (или гнуность, в зависимости от того, слушатель вы или разработчик) получила головка от KEF B110, установленная в минимониторах BBC LS3/5a. Мало кто знает, что в этих АС, которые славятся своей «сладкой серединой», применен режекторный фильтр, обеспечивающий затухание в 6дБ на частоте 1.5кГц.

Со временем Бекстрен был вытеснен разработанным БиБиСи же полипропиленом, который характеризуется куда как более гладкой АЧХ, НЕ требует присадок (в покрытии) и обеспечивает, благодаря снижению массы конуса, в чувствительности прирост в 3-4дБ. Сегодня Бекстрен считается устаревшим материалом практически ВСЕМИ производителями АС.

Плюсы: хорошая повторяемость, потенциально превосходная «сцена» (по стандартам середины 70-х). Разрешение выше, чем у многих бумажных конусов.

Минусы: очень низкая чувствительность (82-84дБ/м), необходимость в режекторной фильтрации в области СЧ, по современным стандартам «крякающая» окраска звучания, внезапное, крайне неприятное появление резонансных изломов даже при умеренном уровне громкости, а также большое количество резонансов в области ВЧ.

Лучшие образцы: ОТСУТСТВУЮТ. Современные разработчики не желают мириться с низкой чувствительностью, сложной режекторной фильтрацией и «полочной» эквализацией, которые необходимы для того, чтобы заставить головки звучать хотя бы приемлемо. И хотя приверженцы традиций восхваляют головки KEF B110, применявшиеся в Rogers LS 3/5a, жутко неровная АЧХ этих головок требует применения кроссоверов неолбычайной сложности. Во всяком случае, современные головки Vifa P13WH-00-08 во сто крат лучше любых B110.

Мидбасовики из Полипропилена.

Этот материал был разработан и запатентован БиБиСи в 1978 году как замена Бекстрену. Благодаря «врожденному» САМО-демпфированию грамотно разработанная полипропиленовая головка в состоянии обеспечить ровную АЧХ в заданном диапазоне вообще БЕЗ (или с минимумом) эквализации. Кроме того, головки из полипропилена обычно характеризуются чувствительностями от 87 до 90дБ/м, что является существенным прогрессом по сравнению с Бекстреном.

Поскольку он требует МИНИМАЛЬНОГО «приложения рук», этот материал стал практически повсеместно применяемым в колонкостроении. Единственной сложной проблемой на пути было создание цианоакрилатного клея, который бы «прилипал» к такому склизкому материалу, как полипропилен. Но и эта проблема в начале 80-х была разрешена.

Как и в случае с бумагой, этот материал для конусов используется в АС, варьирующихся по качеству от массовых бумбоксов до акустики высшего ранга вроде линейки ProAC Response. Профиль конуса, «разделка» на краю конуса и дополнительные материалы-присадки к полипропилену являются определяющими факторами в качестве головок.

Плюсы: Очень ровная АЧХ (если все грамотно сделано), очень малая окараска звучания, хорошая импульсная характеристика, постепенное наступление резонансного излома конуса, высокая чувствительность, а также простота кроссоверов, которые могут состоять из одного конденсатора для пищалки. Лучшие образцы могут быть настолько же прозрачны, как лучшие конусы из бумаги, что является очень высоким стандартом.

Минусы: В части прозрачности несколько уступают классу головок из жестких материалов и планарным электростатикам. Многие полипропиленовые мидбасовики плохо «уживаются» с популярными металлокупольными пищалками – большая разница в разрешении может бросаться в уши тренированному слушателю. Полипропилен - не самый лучший выбор для басовиков диаметром 20см или более (если, конечно, полипропилен не армировать другим, более жестким материалом). Басовики размером 25см и более лучше всего делать из жесткой бумаги или углеволокна.

Лучшие образцы:
18-ти сантиметровый мидбасовик Scan-Speak 18W/8543 (такй же, какой использован в ProAC Response 3.x). Видимо, это САМАЯ ЛУЧШАЯ полипропиленовая головка в мире.

Еще один претендент – 18-ти сантиметровый мидбасовик DynAudio 17W-75, примененный в Hales System Two Signature.

Мидбасовик/среднечастотник Vifa P13WH-00-08 тоже является отличным «исполнителем», хорошо подходящим для использования в минимониторах. Его уникальность заключается в том, что он имеет совершенно ровную как доска АЧХ в области СЧ, сопровождающуюся ОЧЕНЬ ПЛАВНЫМ срезом Бесселя 2-го порядка. Эта Вифа НЕ имеет характерного «пластикового» звука – звучит больше как превосходный бумажный конус.
Мидбасовики из жестких материалов.

Головки из Алюминия и Магния.

Первыми головками, которые ограниченно применялись в хай-фай, были маленькие 5-ти сантиметровые алюминиевые конусы Джордана Уоттса. Ручная сборка, высокая цена и низкая чувствительность были сильно ограничивающими факторами, препятствовавшими широкому распространению их на рынке.

Существует новое поколение Британских и Немецких двухполосных минимониторов, в которых используются 13-16.5 сантиметровые среднечастотники с алюминиевыми конусами. У этих головок обычно ОЧЕНЬ НИЗКАЯ чувствительность (82-84дБ/м) и практически ВСЕГДА высокодобротный резонанс в верхней части рабочего диапазона. Эти головки НЕ продаются на открытом рынке отдельно.

В новой серии головок Seas Excel используются конусы из магния с «интригующей пулей» из цельной меди вместо привычного пылезащитного колпачка. Без сомнения, выглядит это все круто и, в отличие от вышеупомянутых алюминиевых диафрагм, характеризуется, кроме того, неплохой чувствительностью в 87дБ/м. Правда на 4.9кГц имеется сильнейший (в 16дБ величиной) резонанс – так что с кроссовером придется повозиться.

Головки из Углеволокна.

Этими очень высокочувствительными и очень дорогими (примерно 300 долларов за штуку в 1980 году) головками с жесткими конусами прославились японские производители, которые впервые применили их в ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СТУДИЙНЫХ мониторах TAD с басовиками диаметром 30.5 сантиметров. Сегодня цены на углеволокно упали, а Vifa, Audax и Scan-Speak произодят очень неплохие образцы. Японцы были первооснователями этой технологии и произвели огромное количество головок подобного типа. Однако если вы – НЕ японский производитель, заполучить их практически нереально.

Эти головки характеризуются ИСТИННО поршневым действием и совершенно ВЫДАЮЩИМСЯ басом и мидбасом (лучше вы НИГДЕ НЕ услышите!), но, конечно, характеризуются характерным двойным резонансом на границе рабочей области. К сожалению, эти пики очень хорошо слышны у большинства углеволоконных головок и, что еще хуже, НЕ могут быть устранены режекторным фильтром, настроенным на частоту, лежащую МЕЖДУ этих двух пиков, а потому для «обуздания» пиков и выведения их в неслышимость требуются ДВА режекторных фильтра или же кроссовер с ОЧЕНЬ большой крутизной среза (24дБ/октаву).

И хотя работа с головками, которые требуют таких сложных кроссоверов (в которых может присутствовать до 50-60 компонентов) крайне тяжела, стоит признать, что басовики из углеволокна являются ЕДИНСТВЕННЫМИ излучателями, которые дают реально ОСЯЗАЕМЫЙ бас.

Головки Scan-Speak 18W/8545 выглядят довольно-таки интересно: хотя у них явственно присутствует «родимое пятно» всех углеволоконных головок – двойной пик – они выглядят весьма неплохо сдемпфированными, а область излома НАД этими двумя пиками выглядит весьма гладкой. Возможно, эти Сканспики можно использовать даже с обычным фильтром второго порядка.
Головки из Кевлара.

Головки из Кевлара появились в середине 80-х в линейках французской акустики Focal и немецкой Eton, причем в последних применялось супердемпфирование благодаря сотовой структуре с высоким коэффициентом потерь Nomex, разделяющей передний и задний слои кевлара.

В настоящее время 18 и 20-ти сантиметровые Scan-Speak имеют наилучшие АЧХ и нижайшие интермодуляционные искажения из ВСЕХ кевларовых головок. Еще одним приятным свойством этого семейства головок является хорошо «управляемый» срез ПОСЛЕ частоты резонанса Кевлара. ВСЕ ИНЫЕ кевларовые головки, кроме Сканспиков, характеризуются в этой области существенной хаотичностью, что, без сомнения, не лучшим образом сказывается на гладкости АЧХ и прозрачности звучания.

Головки из Композиционных материалов.

У Audax есть необычная технология, которая называется HD-A. В основе – акриловый гель, содержащий в себе смесь из разлинованного (волокна упорядоченно «расчесаны» и уложены) углеволокна и кевлара. АЧХ такой системы впечатляет своей ровностью. Исключение составляет лишь умеренный пик в конце диапазона.

Еще одной любопытной серией композитных головок является Focal Polyglass, в которой конусы сделаны из смеси бумаги и углеволокна. Самым ярким приме ром может служить мидбасовик 6V415 с исключительно ровной АЧХ и довольно-таки хорошим смещением. Для фанатов триодов, не признающих кроссоверы и мечтающих о широкополосных головках, кучка из четырех 4V211 с полосой от 60Гц до 12-14кГц может подойти как нельзя лучше.

Сильные и слабые стороны жестких головок.

Плюсы: САМАЯ ЛУЧШАЯ прозрачность, сцена и глубина, могущая сравниться (или даже превзойти) разве что электростаты. У лучших образцов - высокая чувствительность, высокие пиковые уровни и очень низкие интермодуляционные искажения. Этот класс головок рассматривается многими разработчиками как непревзойденный, а совершенство должно увеличиваться и дальше по мере развития технологий.

Минусы: Более старые образцы характеризовались сильными пиками на границе рабочего диапазона, а большинство имело также бесконтрольное хаотичное изломное поведение ВЫШЕ резонансного излома, что приводило к быстрому утомлению от звучания, а также уменьшению глубины и недостатку «воздуха».

АС, в которых НЕ применяются грамотно разработанные режекторные фильтры при использовании металлических, Кевларовых или же углеволоконных головок могут и должны считаться НЕГРАМОТНО сконструированными, поскольку узкий высокочастотный пик НЕ поддается коррекции стандартной ВЧ-фильтрацией. Слышимость такого пика очевидна для ЛЮБОГО слушателя, кто знаком со звучанием НЕэквализованных головок из Кевлара или углеволокна (чтобы получить представление, достаточно постучать по головке). Новые 18-ти сантиметровые головки Scan-Speak 8545 или 8546 являются, возможно, первыми головками нового поколения, которым режекторный фильтр НЕ требуется.

Хотя эти типы головок играют достаточно громко, наступление резонансного излома диафрагмы может быть ОЧЕНЬ резким и неприятным, сродни клипингу усилителя. Некоторым головкам из Кевлара или углеволокна требуется исключительно длительное время для «приработки» (свыше 100 часов), т.е. для размягчения волокон в конусе и центрирующей шайбы.

Лучшие образцы: Семейство 13, 18 и 22-х сантиметровых кевларовых головок Scan-Speak, а также новые 18-ти сантиметровые головки из углеволоконно-бумажного композита. Эти головки являются ЕДИНСТВЕННЫМИ головками с хорошо сдемпфированными пиками и неплохим поведением на срезе ПОСЛЕ основного ВЧ-пика. Кроме того, Сканспиковские головки также имеют винтилируемые полюсные наконечники, покрытые медью, что приводит к снижению индуктивных типов интермодуляционных искажений в ДЕСЯТКИ раз и более.

Новая серия головок Seas Excel с конусами из магния и цельномедной фазовой затычкой (вместо пылезащитного колпачка) также является весьма интересной, если, конечно, разработчик желает серьезно повозиться с разработкой очень глубокого и ТОЧНОГО режекторного фильтра для коррекции первого резонанса магниевого конуса.

Как выбрать головку.

Лучше всего пользоваться методом, который груб настолько, что эффективнее его не придумаешь. Нужно монтировать исследуемую головку на плоской панели с рекомендованными МЭК размерами: 135 х 85см и просто ее слушать. БЕЗ кроссоверов, БЕЗ акустического оформления, а если речь идет о пищалке, то не нужно делать громко. А слушать нужно РОЗОВЫЙ ШУМ (который поможет оценить заметность пиков, видимых на АЧХ и ЧПХ) и просто музыку (для оценки «музыкальности» и «разрешения»).

Правда, для этого потребуется тренированный слух, поскольку вам придется «выслушивать» пики, которые могут быть удалены кроссовером и не быть при этом поставленным в затруднительное положение ограниченной полосой воспроизведения отдельной головки. Однако такой процесс прослушивания многое расскажет вам о том, насколько сложн

Также необходимо провести ряд измерений (с помощью MLSSA), а именно снять:

1) Импульсную характеристику. Как быстро головка «останавливается»? Присутствует ли в зоне затухания хаотическое месиво или же там наблюдается всего один плавный резонанс? А может там два или более резонансов?
2) Групповое время задерживания и АЧХ. Насколько изрезана АЧХ ПОСЛЕ первого резонансного излома? Это можно поправить кроссовером?
3) Частотно-переходную характеристику («водопад»). Вы готовы смириться с резонансами, которые НЕ могут быть подавлены кроссовером? Если коррекция в кроссовере необходима, насколько сложной она должна быть?
4) Амплитудно-частотную характеристику. Внимательно посмотрите на кривые Флетчера-Мансона (КРГ) – они наглядно демонстрируют область, где чувствительность слуха наиболее высока и реагирует даже на малейшие изменения звукового давления (неровность АЧХ). САМОЙ КРИТИЧЕСКОЙ областью является полоса от 1 до 5кГц – ЛЮБОЙ ПИК в этой области (даже в полдецибела!) будет СЛЫШЕН и будет восприниматься как неприятное «консервное» качество. В противоположность, маленькие провальчики заметны на слух гораздо меньше (если, конечно, они не вызваны отражениями или резонансами).

Вот во внимании к таким вот «мелочам» и заключается БОЛЬШАЯ РАЗНИЦА между ЛЮБИТЕЛЕМ-САМОДЕЛКИНЫМ и СЕРЬЕЗНЫМ СПЕЦИАЛИСТОМ-РАЗРАБОТЧИКОМ.

Если же вернуться к весьма сложной области разработки кроссоверов, то разработчики, принадлежащие к ОБЪЕКТИВНОЙ школе разработки обычно предпочитают схемы Линквица-Рили 4-го порядка, которые обеспечивают самую ровную и точную форму АЧХ, а также наилучшее подавление внеполосной интермодуляции (за счет искажения формы импульса и проскоков)

Особой благодарности заслуживает Лори Финчэм из KEF за изыскания в области точного компьютерного электроакустического моделирования поведения головок в сочетании с кроссоверами, которое позволило синтезировать и оптимизировать акустические срезы 2-го, 3-го и 4-го порядков. До Финчэма разработка кроссоверов была в сущностью лишь «подгонкой» СТАНДАРТНЫХ кроссоверов из учебных пособий под реальные условия, что давало лишь грубое приближение. После того, как Лори Финчэм опубликовал свою технологию, выбор топологии кроссовера и желаемой «целевой крутизны» среза стали делом простого выбора из нескольких вариантов, после чего работа методом проб и ошибок поручалась компьютеру, а вам оставалось лишь принять окончательное решение по результатам.

Разумеется, тогда, в начале 70-х, когда этот путь только проторивался, под «компьютером» понимался специализированный миникомплекс от Хьюлет-Пакард стоимостью в 150.000 долларов, а также программист на Фортране в штате сотрудников, который дырявил карточные колоды и вообще управлял всем этим хозяйством. В наши дни технология оптимизации кроссоверов значительно упростилась и подешевела – берете любой приличный компьютер и загружаете в него одну из программ вроде XOPT, CALSOD, LAEP и т.д. В результате такого драматического снижения капиталовложений как в оптимизацию кроссоверов, так и в мощнейшие измерительные системы, современным колонкостроителям грех жаловаться на жизнь ВНЕ зависимости от философии, лежащей в основе того или иного колоночного производства.

Разработчики, принадлежащие к объективной «школе», до недавнего времени полностью пренебрегали импульсной характеристикой, контролируемостью дифракции, а также всеми теми мутными областями вроде спец-конденсаторов, спец-индуктивностей и спец-кабелей для разводки. Напротив, изыскания сфокусированы на постоянно повышающемся качестве головок, снижении корпусных резонансов и как можно более высокой ПАРНОЙ точности при производстве.

«Школа» сохранности формы импульса.

К этой школе относятся такие производители, как Dunlavy, Thiele, Spica и Vandersteen. Разработчики пристальное внимание уделяют контролированию дифракции, пространственному смещению головок для цели одновременного прихода состаляющих сигнала к слушателю, а также используют, как правило, кроссоверы 1-го порядка (с крутизной среза 6дБ/октаву). Правда некоторые как, например, Spica могут применять также кроссоверы Гаусса или Бесселя 3-го (18дБ/октаву) или 4-го (24дБ/октаву) порядков.

Акустика ТОЛЬКО такого конструктива способна точно сохранять форму импульса, порой превосходя в этом деле электростатические или ленточные излучатели. Однако вопрос СЛЫШИМОСТИ фазовых искажений (искажений формы импульса) является КРАЙНЕ СПОРНЫМ даже в среде AES, при том, что МНОГИЕ инженеры считают решение этой «проблемы» ПУСТОЙ тратой времени и средств.

В типичной линейно-фазовой (сохраняющей форму импульса) АС головки ОБЯЗАНЫ иметь прекрасные характеристики в том числе и в диапазоне, на 2 октавы выходящем ЗА пределы номинального диапазона частот, так что как ни крути, а в жертву приносятся как интермодуляционные искажения, так и мощностные характеристики. Для того, чтобы хотя бы частично решить эту проблему, требуются очень ДОРОГИЕ головки, а также предельно точная «адресация» резонансов в кроссоверах. Контролирование направленности излучения при использовании кроссоверов первого порядка и смещении головок в пространстве также представляет собой задачу, исполненную трудностей. В итоге, АС такого типа могу звучать СУЩЕСТВЕННО ПО-РАЗНОМУ в зависимости от того, сидите вы или стоите, а также сбоку от основной оси.

Серьезнейшей ОШИБКОЙ при конструировании подобных АС является «погружение» среднечастотников или пищалок в оклеенные войлоком полости для того, чтобы сместить головки по глубине в рамках ТРАДИЦИОННОГО акустического оформления. Войлок весьма хорошо «работает» демпфером ВНУТРИ корпуса, но ожидать от него 100% поглощения широкополосного сигнала - это элементарная глупость. НИ ОДИН из известных поглотителей не характеризуется 100% поглощением во всем спектре – лучшее, чего можно добиться, это ослабления в 20-30дБ и то только в определенной полосе частот. Кроме того, такое ослабление достигается СОЧЕТАНИЕМ нескольких материалов, общей ТОЩИНОЙ в ДЕСЯТОК сантиметров! Так что вообразите себе, насколько мал эффект от полоски войлока толщиной в 1 сантиметр.

Помещение же головки вглубь полости с ЖЕСТКОЙ поверхностью даст очень хорошо слышимую окраску звучание в виде «гундосения», схожую с той окраской, какую приобретает ваш голос, когда вы складываете руки рупором и орете. Выстлание такой полости толстым слоем войлока, конечно, мало-мало помогает, но «гундос» все равно присутствует, если прислушаться. Но и это еще не все. Расположение войлока в непосредственной близи от диафрагмы как бы НАГРУЖАЕТ ее дополнительной «массой», снижает чувствительность и ухудшает переходную характеристику. И все эти «ужимки и прыжки» ради того, чтобы наблюдать на осциллографе что-то похожее на меандр???!! Чушь! Если вам так уж приспичило смещать головки, сделайте себе одолжение, используйте для этого СЕПАРАТНЫЕ короба и панели (для среднечастотников и пищалок)!

При грамотном подходе линейно-фазовые системы могут звучать также «открыто» и «свободно», как электростаты. Особенно, если конструкция характеризуется малой дифракцией. Недостатком может оказаться ограниченный динамический диапазон пищалки и среднечастотника, а также сложная диаграмма направленности, обуславливающая довольно узкую зону оптимального положения слушателя.

Рупоры и прочие высокочувствительные системы.

Как уже говорилось, АС середины 50-х были по современным стандартам весьма и весьма чувствительными. Любимцы современных аудиофилов – электростаты, планары и минимониторы – все характеризуются чувствительностями порядка 82дБ/Вт/м (т.е. имеют КПД порядка 0.1%). В от время как наиболее популярные АС 50-х имели чувствительность порядка 92-96дБ/Вт/м (т.е. КПД порядка 2%). Самые большие и наиболее престижные системы, которые еще можно было использовать в домашних условиях характеризовались чувствительностью в 102дБ/Вт/м (10% КПД).

И что же произошло? В 50-е царило твердое убеждение в том, что самые лучшие АС – самые чувствительные. Аудиофилам того времени было хорошо известно, что самые лучшие АС производились тогда такими компаниями, как Western Electric, Altec и RCA. Если кому-то было нужно доказательство, он мог пойти в кинотеатр и окунуться в «Синераму», «Бен-Гура» или «20.000 лье под водой».

Вера в чувствительность, как в высшую благодетель, пошатнулась появлением на рынке AR-1, первой НЕБОЛЬШОЙ АС в АО типа «акустическая подвеска», которая была весьма грамотно сконструирована. И хотя она была раз в 10 менее чувствительна, чем большинство популярных тогда АС, она РЕАЛЬНО играла до 30Гц и при этом не «бУхала». И при этом она была компактна!!! Правда пришлось несколько подождать, пока усилительная техника начала справляться с «требованиями» АС с «акустической подвеской» - к моменту появления СТЕРЕО как такового в конце 50-х на рынок стали поступать усилители мощностью 60Вт на канал. Это привело к тому, что разработчики АС стали стремиться жертвовать чувствительностью в обмен на лучшее демпфирование и управляемость. Теперь, когда долгожданная цель в виде АС, характеризующейся НОРМАЛЬНЫМИ измерениями, оказывалась в зоне досягаемости, многие разработчики стали выискивать лучше сдемпфированные, но менее чувствительные материалы.

Вот тогда-то и началась знаменитая эпопея «Звук с восточного побережья» против «Звука с западного побережья». «Западники» были представлены JBL, Altec и Cerwin-Vega, а «восточники» - AR, KLH и Advent. В 60-е западники производили все более мелкие и мелкие АС, которые «плевать» хотели на чувствительность и динамику добротных театральных систем, но зато умышленно копировали и преувеличивали «прошлогодние» бубнящий бас и рупорную окраску гигантов. Наиболее ярким примером этой маркетинговой философии стали весьма успешные АС JBL L100 – чудесно выглядящие полочники с ярко-оранжевым грилем из рельефной пены. И все было хорошо до того момента, пока... их не включали.

Восточная школа колонкостроения, в ответ на «резкость» звучания первых транзисторных усилителей и агрессивность западников, постепенно сделала свои АС звучащими все более мутно. Также как и творения западников АС восточников характеризовались теперь ровными АЧХ, но, в отличие от западников, восточники не уделяли никакого внимания искажениям, улучшению кроссоверов и укреплению корпусов. Если вы откроете одну из таких АС, вы увидите там копеечный электролитический кондесатор на пищалке, шмоток ваты или стекловаты, полное отсутствие расчалки (внутренней стяжки корпуса) а также толстенные грили натянутые на массивные нависающие подрамники. В начале 70-х американские аудиофилы сильно утомились от непродуманных разработок и посредственного качества сборки как западников, так и восточников, и стали искать «счастья» по другую сторону Атлантики. Например, в Британии...

В 70-е годы Англия находилась в авангарде мировых разработок в области колонкостроения, проводя изыскания новых материалов (таких как, например, Бекстрен), применяя компьютерное моделирование кроссоверов, и используя БПФ (быстрое преобразование Фурье) для отслеживания резонансов в головках и корпусах АС. К тому времени появились усилители мощностью в 120Вт, что дало производителям возможность «скинуть» с чувствительности еще пару дБ, но уменьшить за счет этого резонансы и сгладить АЧХ.

Нижний предел чувствительности был достигнут в начале 70-х в лице BBC LS 3/5A, которые представляют собой очень РОВНО и ТОЧНО звучащие АС, которые пользовались большим спросом аудиофилов в всем мире.

Однако не все было так гладко... Сильно задемпфированный 13-ти сантиметровый конус из Бекстрена, применявшийся в B110, «увел» чувствительность этого маленького чуда до нижайших 82дБ/Вт/м. Для того, чтобы «раскрыться» и «заиграть», такой АС кроме шуток требовался усилитель мощностью в 200Вт. Многие «радостные» владельцы LS 3/5A имели усилители, которые были здоровее и тяжелее, чем АС! И все же, ТОГДА это был ОЧЕНЬ хороший выбор в плане АС. Да и усилители со временем становились все лучше, так что проблема выбора между пронзительно ярким или тупым и муным звуком просто отпала.

Пару лет спустя появились KEF 104A. KEF доработали СЧ- и ВЧ головки из LS 3/5A, разработали новый басовик в продолжение B139 и выпустили в этой комплектации АС, в которой впервые был установлен оптимизированный при помощи компьютера кроссовер Линквица-Райли. И хотя чувствительность по-прежнему была не выше, чем у LS 3/5A, 104A установила новые стандарты натуральности, ясности звучания, а также формирование стереообраза (что являлось прямым следствием «продвинутого» кроссовера).

Тенденция к повышению чувствительности АС и уменьшению подводимой мощности началась в конце 70-х с появлением таких более «эффективных» материалов для изготовления конусов, как полипропилен. В конце 80-х начался ламповый ренессанс, у производителей был большой выбор материалов для изготовления головок АС, включая вновь «открытую» бумагу с присадками, упомянутый уже полипропилен, Кевлар и углеволокно.

Новые материалы не требовали какого-то внешнего демпфирования всякими компаундами, как, например, изделия из того же Бекстрена, а полностью «полагались» на внутреннее САМОдемпфирование (основанное на свойствах материала самого конуса). Лазерная виброметрия и компьютерное моделирование привели в итоге к ряду заметных улучшений в материалах для конусов, диафрагм пищалок, а также существенно улучшили методику разработки зазоров в магнитных системах головок с вентилируемыми полюсными наконечниками. В настоящее время лучшие головки прямого излучения производятся Scan-Speak, DynAudio, Audax и Focal, которые характеризуются чувствительностью порядка 89-94дБ, что вчетверо эффективнее, чем в 70-х годах.

Журнал «Sound Practices» Джо Робертса оказал большое влияние на североамериканский рынок путем вывведения на него разработок японских, итальянских и французских школ. Заморские аудиофилы НЕ имели «воспоминаний» о таком маркетинговом бедствии, как «звук с западного побережья», а потому продолжали сильно уважать классические высокочувствительные театральные акустические системы.

Если же сойти с англо-американской орбиты, то можно заметить, что разработки в стиле «старых» театральных АС Western Electric, Altec и студийных мониторов JBL, а также трактриссовых рупоров P.G.A.H. Войта все еще воспринимаются весьма серьезно. И привлекательность их объясняется отнюдь НЕ ностальгией. Самые новейшие головки и рупора, выполненные из экзотических материалов, появляются на рынке по ценам, которые поразили бы западных аудиофилов. Эти «альтернативные» АС особенно хорошо работают с дохлыми усилителями, в которых используются одноцокольные триоды с прямым накалом (3-х ваттный усилитель просто «умрет» на электростатах или планарах размером с полкомнаты, но зато превосходно «раскроется» на полностью рупорной системе с чувствительностью 104дБ).

Для тех, кто полагает, что усилители уже достигли потолка совершенства (а это практически все члены AES и производители домашних кинотеатров) все это «бросание в объятия» архаичных «чуждых» технологий выглядит как какая-то причуда или шутка. Слащавые мурзилки объясняют «феномен» рупоров/триодов модой на ретро, что является еще одним примером модной нынче мифологизации прошлого.

Обратная сторона медали такова, что БОЛЬШИНСТВО вменяемых приверженцев рупоров с триодами уже когда-то имели и после этого отказались от ОБЫЧНЫХ, типовых аудиофильских систем. Будучи разработчиком достаточно типовых АС, я лично могу подтвердить, что повышение чувствительности обычных головок определенно дело СТОЯЩЕЕ – вы получите значительный прирост в ясности, непосредственности и натуралистичности звучания, а выбор усилителя значительно упростится, а кроме того, откроются возможности попробовать весьма интересные технологии.

С технической точки зрения, головки, нагруженные на рупор, как правило, характеризуются очень низкими гармоническими и интермодуляционными искажениями, НЕровной АЧХ, отражениями во временнОй области и очень крутыми характеристиками среза на обоих концах рабочего диапазона. С точки зрения разработчиков хаендовского мэйнстрима, рупора страдают серьезными проблемами в части импульсной характеристики, дифракции и однородной дисперсии.

Корень всех этих проблем, особенно в ДЕШЕВЫХ рупорах типа PA, лежит в акустическом отражении от краев устья рупора. Когда звуковая волна наталкивается на острую грань, она дифрагирует (огибает ее) и переизлучается во всех направлениях (как будто бы в точке отражения стоит еще одна головка). Отраженная от устья рупора волна попадает обратно вглубь рупора, где, как правило, находится фазовая пробка или же головка с жестким конусом, от которой она опять отражается и идет наружу. Такая последовательность отражений называется ступенчатой и слышна гораздо лучше, чем того можно ожидать от небольших неровностей АЧХ.

Хотя АЧХ не показывает в полной мере слышимость ступенчатых отражений, они хорошо видны на импульсной характеристике или на частотно-переходной («водопаде»). Особенно хорошо все видно, если померить рупор напрямую, без кроссовера. Недорогие PA-рупора, которые слишком коротки, страдают от этого недуга сильнее всего, и в результате характеризуются грубейшей «рупорной окраской» из всех.

Но и для этой проблемы существует решение. Если вы готовы пожертвовать 1-2дБ чувствительности, вы можете выстлать рупор внутри тонким войлоком (миллиметра 3 толщиной). Чем глубже вам удастся затолкнуть войлок, тем лучше будет демпфирование. Правда, если вы перестараетесь, то нижняя часть рабочего диапазона рупора просядет, а с ней и чувствительность. Будет совсем хорошо, если вы сможете контролировать процесс «улучшения» с помощью MLSSA – просто следите за импульсной характеристикой.

Лучшим решением, конечно, является полная ликвидация отражения от устья, что достигается путем придания рупору формы трактриссы, что было изобретено Войтом еще в конце 20-х годов!!!

Трактрисса также имеет острый край устья, только в момент, когда звук отражается от границы, рупор оказывается уже выгнут на 90 градусов, в результате чего отраженному звуку практически невозможно «добраться» до фазовой пробки и переотразиться. Отсюда – полное отсутствие стоячих волн, лишь умеренные отражения и практически никакой «рупорной окраски», если конечно компрессионный драйвер (то, что нагружается на, собственно, рупор) грамотно сконструирован.

Внимание: на рынке имеется масса рупоров с трактриссовым профилем, НО профиль этот обеспечивается только в ОДНОМ направлении (например, по-вертикали), а потому на двух других краях устья проблема остается нерешенной, что сводит на нет все преимущество трактриссы. Создание же рупора с квадратным или тем паче круглым устьем и трактриссовым профилем – еще та проблема, решение которой стоит немеряных денег.

К примеру ЛУЧШИЕ 5-ти сантиметровые драйверы для рупоров, работающих в полосе от 500Гц до 22кГц, производятся JBL и TAD для использования в студийных мониторах, и они стоят КАЖДЫЙ 800 баксов, НЕ включая сам рупор!!! Сравните это с ценой топовой головки от Scan-Speak за 120 грина и почувствуйте разницу. Нет, конечно, можно купить PA-рупор начального уровня за 80 баксов, но за эти деньги вы получите строго соответствующее качество. Даже и не думайте получить от РА-рупора звук, сравнимый по качеству со звуком головки студийного монитора JBL с 5-ти сантиметровой титановой диафрагмой. Возможно, они ВНЕШНЕ и похожи, но ВНУТРИ они совсем разные.

С рупорами дело такое – разница между «плохими» и «лучшими» РЕАЛЬНО ВЕЛИКА, и куда как более очевидна, чем разница между типовыми головками. Более того, лучшие рупора круто дороги, требуют магнитов Alnico машинной обработки, диафрагм из экзотических металлов и самих рупоров сложной формы, выточенных с предельной точностью. Тут о снижении расходов говорить не приходится. А возле нижней «планки» мы имеем низкосортные рупора РА, которые требуют серьезной работы по модификации и улучшению прежде чем к ним можно будет хотя бы с натяжкой применить термин «hi-fi».

Несмотря на все тенденции мэйнстрима, я думаю, рынок рупорных излучателей будет со временем расти. Скорее всего, «рулить» на нем будут такие компании, как JBL, Altec и Tannoy, которые могут позволить себе потратить миллион-другой долларов на механическую обработку и начальные расходы.

Минималисты.

К этой группе относятся некоторые Итальянские, Скандинавские, Английские и Американские производители АС. В таких АС кроссоверы предельно просты, сводясь иногда к одной единственной ёмкости! Головки же и комплектующие кроссоверов характеризуются высочайшим качеством, равно как применяются экзотические материалы для изготовления проводов кабельной разводки и корпусов.

При создании АС такого типа измерения, как правило, вообще не применяются. Поскольку эта философия разработки оставляет резонансы головок вообще без какой-либо коррекции и допускает, благодаря минималистическим кроссоверам, наличие всяких «косяков» на итоговой АЧХ и импульсной характеристике, итоговое звучание, вероятнее всего, будет сильно зависеть от звукового «почерка» всех остальных звеньев аудиосистемы.

И хотя не так уж много разработчиков являются ТОТАЛЬНЫМИ минималистами, идея о том, что «качество комплектующих важно» ЗАРАЗИЛА чуть ли не всех остальных в индустрии. Сейчас уже, кажется, ни один «уважающий себя» производитель хаенда НЕ использует в кроссоверах электролитические конденсаторы, да и майларовые нечасто встречаются. Это является существенным отличием от 70-х годов, когда в кроссоверах даже САМЫХ технически совершенных АС применялись комплектующие, которые по меркам сегодняших «традиций» показались бы мусором – вот до чего дошел маразм. 20 лет назад ВСЕ внимание было сосредоточено практически исключительно на ГОЛОВКАХ, технологиях разработки и конструкции КОРПУСОВ. Сегодня же, когда в этой области изучать больше нечего, разработчики пустились во все тяжкие, занимаясь исследованием «влияния» на звук всего остального, вплоть до ШУРУПОВ, которыми крепятся головки, а также позолоты контактов. Ужас, да и только.

История создания акустических систем начинается с попытки преобразовать электрические сигналы в звуковые еще в середине ХІХ века. Именно тогда, в 1849 г. итальянец Антонио Меуччи, проживавший сначала на Кубе, а затем в США, изобрел аппарат, способный передавать звук по проводам, который он назвал телектрофоном.

Но продвинуть свое изобретение в массы у Меуччи никак не получалось. Денег на оформление патента у него не было, но итальянец не отчаивался. Он подавал заявки на свое изобретение снова и снова, а позже попытался заинтересовать новинкой телеграфную компанию «Вестерн Юнион». Чертежи у него приняли, но испытания все время откладывали. В конце концов, у Меуччи лопнуло терпение, и он решил забрать чертежи обратно. Но в компании сообщили, что его бумаги…утеряны.

В 1876 г. американские газеты сообщили об изобретении телефона Александром Беллом. Прочитав новость, Меуччи заподозрил, что у него просто украли идею, и подал в суд на «Вестерн Юнион». После многолетней тяжбы в 1887 г. он все-таки выиграл процесс. Но к тому времени патент на изобретение уже истек, и итальянец смог получить разве что моральное удовлетворение. Прошло больше ста лет, прежде чем американский конгресс вынес решение о том, что именно Меуччи, а не Белл, является изобретателем телефона.

Впрочем, вопрос о том, кто же был первым в создании акустических систем, на самом деле очень условный. Ведь этим занимались изобретатели разных стран. Так, еще в 1861 г. аппарат, передающий звуки с помощью электричества, создал немецкий физик Иоганн Рейс. Собственно, именно он и придумал название «телефон». Но его изобретение было недостаточно чувствительным: хорошо передавались лишь громкие звуки музыкальных инструментов, а вот человеческую речь было слышно плохо. Изобретением Рейса заинтересовались и знаменитый Томас Эдисон, и тогда еще малоизвестный Александр Белл. Самому же физику не повезло: проблемы со здоровьем свели его в могилу, и ничего изобрести он больше не успел.

Впрочем, тогдашние акустические системы могли и не иметь отношения к электричеству. Первые устройства звукозаписи и звуковоспроизведения приводились в движение механически. Так, например, было со знаменитым фонографом Эдисона, который представили публике в 1877 г. В этом устройстве звук записывался с помощью движения иглы, соединенной с мембраной, по барабану, покрытому фольгой или воском. Эта же игла, двигаясь по уже вычерченной дорожке, воспроизводила звук. Вскоре фонограф вытеснило другое устройство – граммофон. Здесь связанный с мембраной резец записывал звук, процарапывая спиральный след на лаковом диске. Затем этот диск можно было использовать как штамп для печатания пластинок. Вскоре граммофоны и их переносные версии – патефоны – получили огромное распространение.

И все же идея использования электричества для излучения звука оказалась более живучей и перспективной. Основные принципы работы такого устройства изложил еще в 1874 г. немецкий инженер Эрнст Вернер фон Сименс, основатель одноименной компании. В описанном им аппарате катушка с обмоткой должна была двигаться под действием электрического тока. Изобретатель утверждал, что колебания катушки можно использовать для получения звука, но показать это на практике не смог. Частично это сделал в своем телефоне уже знакомый нам Александр Белл. В 1915-1918 гг. эти разработки продолжили инженеры фирмы Белла, и вскоре на улицах городов появились первые рупорные громкоговорители.

Но диапазон частот у этих устройств был очень узким. Выход нашли американцы Честер Рейс и Эдвард Келлог из компании «Дженерал электрик». В 1924 г. они сконструировали электродинамический излучатель, в котором диафрагма могла работать в диапазоне выше своей резонансной частоты. Уже через два года это устройство появилось в промышленных громкоговорителях Radiola Model 104, а также в радиоприемнике Radiola 28. В 1927 г. в конструкции головки громкоговорителя появился постоянный магнит, что способствовало улучшению качества звука. С тех пор акустические системы претерпели массу изменений, но принцип их работы до сих пор остается все тем же.